Modellieren von Schalenproblemen

Wenn Sie eine Studie erstellen, bestimmt das Programm automatisch den Vernetzungstyp auf Grundlage der vorhandenen Geometrie als Volumenkörper, Schale oder als eine Mischung.

Erstellen einer Schalenvernetzung

Bleche Bleche mit gleichmäßiger Dicke werden (außer bei Fallprüfungsstudien)vom Programm automatisch als Schalen behandelt. Die Software extrahiert die mittleren Oberflächen und erzeugt ein Schalennetz an der mittleren Oberfläche.
Sie haben auch die Möglichkeit, Bleche zunächst als Volumenkörper zu behandeln und anschließend manuell ausgewählte feste Volumenkörperflächen zu Schalen zu konvertieren.
Oberflächengeometrien Oberflächengeometrien werden vom Programm automatisch als Schalen behandelt. Sie können das Wandungsnetz auf der obersten, mittleren oder untersten Fläche der Wandung positionieren. Um das Netz auf einer Referenzoberfläche zu positionieren, können Sie einen Offset-Wert eingeben.
Standardmäßig wird das Netz immer auf die mittlere Fläche der Wandung ausgerichtet.
Siehe auch Offsets für Schalen.
Volumenkörperteile Volumenkörperteile werden nicht mit Schalenelementen vernetzt. Sie haben jedoch die Möglichkeit, aus einer Fläche eines Volumenkörpers eine Oberflächengeometrie zu erstellen. Führen Sie einen der folgenden Schritte aus:
  • Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf einen Volumenkörper und wählen Sie Schale durch ausgewählte Flächen definieren aus. Wählen Sie im PropertyManager Schalendefinition eine Volumenkörperfläche aus, um eine Schalenoberfläche zu erstellen. Definieren Sie die Schalendicke und den Offset-Wert, um die Schalenvernetzung zu positionieren.
  • Öffnen Sie ein Teildokument und klicken Sie auf Einfügen > Oberfläche > Offset. Wählen Sie dann die Volumenkörperfläche aus, die versetzt werden soll, und geben Sie die Richtung und den Offset-Abstand an.
  • Klicken Sie auf Einfügen > Oberfläche > Mittelfläche, um eine Mittelfläche zwischen einem Paar von Flächen einzufügen.
Das Programm erstellt automatisch eine gemischte Vernetzung, wenn das Modell unterschiedliche Geometrien aufweist.

Zuweisen der Dicke

Blech Das Programm extrahiert automatisch die Blechdicke und weist sie der Schale zu. Diese Dicke kann nicht geändert werden. Es ist jedoch möglich, zwischen der dünnen und der dicken Schalenformel zu wählen.
Oberflächengeometrie Das Programm weist standardmäßig eine Dicke von Null zu. Die Dicke der Schale kann im PropertyManager geändert werden. Es ist außerdem möglich, zwischen der dünnen und der dicken Schalenformel zu wählen.
Als allgemeine Richtlinie gilt, dass dünne Schalen verwendet werden können, wenn das Verhältnis von Dicke zu Spanne kleiner als 0,05 ist.

Anwenden von Lasten, Einspannungen und Vernetzungssteuerungen

Blech Lasten und Einspannungen werden automatisch auf die Mittelfläche übertragen.
  • Um eine Last, Einspannung oder Vernetzungssteuerung auf eine Schalenkante anzuwenden, wählen Sie die zugehörige Fläche des Volumenkörpers aus.
  • Um eine Einspannung, Last oder Vernetzungssteuerung auf einen Schaleneckpunkt anzuwenden, wählen Sie die zugehörige Kante des Volumenkörpers aus.
Oberflächengeometrie
  • Wenden Sie die Last oder Einspannung auf die Kanten bzw. Eckpunkte der Oberflächen an.
  • Sie können Druck auf eine Schalenkante anwenden. Der Druck wird pro Flächeneinheit angegeben. Intern verwendet das Programm die Dicke der Schale. Die auf die Kante angewendete äquivalente Kraft entspricht dem Druckwert mal der Kantenlänge mal der Schalendicke.
    Da Schalenelemente über Freiheitsgrade für die Rotation verfügen, muss zwischen den Optionen Nicht verschiebbar (keine Übertragung) und Fixierte Geometrie (keine Übertragung und keine Rotation) unterschieden werden. Sie können auch konzentrierte Momente mit dem PropertyManagerKraft/Drehmoment anwenden.

Vernetzung

Wenden Sie die erforderliche Vernetzungssteuerung auf die entsprechenden Flächen, Kanten und Eckpunkte an. Überprüfen Sie vor der Vernetzung die aktiven Vernetzungsoptionen und geben Sie alle erforderlichen Vernetzungssteuerungen an.

Wenn Sie eine Schale bearbeiten, können Sie eine dünne oder dicke Schalenformulierung auswählen. Dünne Schalen können verwendet werden, wenn das Verhältnis von Länge zu Spanne kleiner oder gleich 0,05 ist.

T-förmige und sich überschneidende Schalen

Sie können Schalen auf Blechen korrekt ausrichten, aber bei T-förmigen und sich überschneidenden Schalen ist dies nicht möglich. In solchen Fällen weisen einige Kanten falsch ausgerichtete Elemente auf. Dies hat zur Folge, dass die Knotenspannungen entlang dieser Kanten nicht korrekt sind. Wir empfehlen die Anzeige von Elementspannungen für solche Modelle, da keine elementübergreifende Mittelung erforderlich ist.

Beispiel

T-förmiges Modell Schalenvernetzung des Modells
Bei der Schalenvernetzung von T-förmigen Modellen werden immer Schalen erstellt, bei denen keine gleichmäßige Ausrichtung möglich ist.
Beachten Sie nach der Erstellung einer Schalenvernetzung die Ausrichtung oben und unten an den Schalenflächen und zeigen Sie die Schalendicke für eine bessere Visualisierung an. Die unteren Wandungsflächen sind orange. Sie müssen die Schalenelemente möglicherweise umkehren, um die Schalen an die erforderliche Ausrichtung anzupassen. Wählen Sie eine Fläche (oder Flächen) eines Schalenkörpers aus, und wählen Sie im Kontextmenü Netz die Option Schalenelemente umkehren aus. Wenn Sie das Modell erneut vernetzen müssen, werden die aktuellen Spezifikationen für die oberen und unteren Schalenflächen nicht beibehalten und Sie müssen sie nach der Neuvernetzung neu definieren.

Anzeigen der Spannungsergebnisse für Schalen

Bei der Darstellung und Auflistung von Spannungsergebnissen stehen folgende Optionen zur Auswahl:

Oben Gesamtspannungen (Membran + Biegung) auf der Oberseite
Unten Gesamtspannungen (Membran + Biegung) auf der Unterseite
Membran Membranspannungskomponente
Biegung Biegungsspannungskomponente

Weitere Details finden Sie im Abschnitt Anzeigen von Ergebnissen.