Fragen zu FEM1 (Finite Elemente Metohde)
Fragen die evtl. an der mündlichen Prüfung in Mdul FEM1 an der HSLU gestellt werden können. Alle angaben ohne Gewähr
Fragen die evtl. an der mündlichen Prüfung in Mdul FEM1 an der HSLU gestellt werden können. Alle angaben ohne Gewähr
Welches sind die wichtigsten Qualitätskriterein bei der Vernetztung?
Wie kann eine Vorspannung auf ein Modell angebracht werden?
-Inital Strain anwenden (Vordehnung einbauen)
Durch berechnung der Dehnung welche für eine Vorspannug gebraucht wird, kann eine Temperaturlast angebracht werde, welche genau diese Dehnung herbeiführt. Dadurch wirkt genau die Vorspannung au das Element
Welche strukturellen Lasttypen unterscheidet man?
Punkt-, Flächen- und Streckenlasten
Volumenlasten
Wie werden Modell (mechanisch) gelagert?
Durch gezieltes Einschränken von Freiheitsgraden an den Knoten.
Starrkörpermode vermeiden.
Wie kann überüprüft werden, ob die Lagerung ausreichend un richtig ist?
Prüfen, weche Freiheitsgrade schon eingeschränkt sind. Solver gibt eine Meldung, falls das Bauteil nicht vollständig gelagert ist.
Verformung auf Plausibilität überprüfen. Kraftreaktionen.
Was verstäht man unter der Lösungsphase und welche Schritte werden hierbei vom Programm durchgeführt?
1. Elementsteifigkeit rstelllen
2. Stuktursteifigkeit aufbauen
3 Lastvektoren erstellen
4. Gleichungssystem aufstellen und Randbedingungen einbauen
5. Elementverschiebune bestimmen
7. Dehnungen und Spannungen im Element berechnen
Welches Verfahren zur Gleichungslösung gibt es?
-Direkt (z.B Sparse) (gnau, Schniell, hoher Speichebedarf)
-Iterative (z.B Preconditioned Conjugat Gradient) (kleiner Speicherbedarf, ungenauer, Startlösung notwendig)
Wie können Resultate auf Richtigkeit überprüft werden?
-Handrechnung
-Vereinfachte Geometrie in FEM-Symulieren
-Verschiebungen und Reaktionskräfte prüfen
-Plausibilität prüfen
-Kontolle verformung und Reaktonskräfkte
Welche prinzipellen Möglichkeiten der Datenauswertung gibt es?
-Graphische Darstellung
-Nummerische ausgabe
-Diagrammverläufe
- farbschattierte Bilder
- Höhenlinienplots
- Momentenverläufe
- Tabellen
Was gibt es beim Schalenmodell im Postprocessing zu berücksichtigen?
Ober- und Unterseite müssen richtig definiert werden. Weite wird Bestimmt, wo die Kraft im Abstand zur Mittelachse aufgebracht wird. Wir die Oberseite, die Unterseite oder die Mittelfäche genommen?
Worauf is bei Diskontinuitäten beim Postprocessig zu achten?
Elementgrenzen an Diskontinuitäten - Elementgrenzen (Knoten) sind dort vorzusehen, wo Unstetigkeiten
(Diskontinuitäten) in der Geometrie (z.B. Dickenänderung) oder des Materials (z.B. Wechsel der Elastizitätsmodule)
vorliegen. Knoten müssen auch dort festgelegt werden, wo Einzelkräfte oder Einzelmomente
angreifen oder wo Druckbelastungen sich sprunghaft ändern und wo Lagerbedingungen (z. B.
Stützen) berücksichtigt werden sollen.
Konvergenzanalyse Syngularitäten beachten.
Welche Vergleichsspannugnen kennen Sie?
-Vergleichsspannung nach Gestaltänderungshypothese bei zähen Werkstoffen, statisch oder schwingender Beanspruchung
- Vergleichsspannung nach Schubspannungshypothese bei spröden Werkstoffen auf Druck grösste Schubspannung ist für das Versagen zuständig
-Vergleichsspannung nach Normalspannungshypothese (spröde Werkstoffe) grösste Normalspannung (= 1. Hauptspannung) ist für das Versagen zuständig
-Die 1. / 2. Hauptspannung wird als Auswertung bei spröden Werkstoffen als Vergleichsspannung verwendet.
Was sind Vergleichsspannungen?
Die Vergleichsspannung ist eine rechnerische Spannung, welche dei gleiche Beanspruchung des Wrkstoffes verursacht, wie wenn zwei verschiedene Beanspruchungsarten, wie z.B Torsion und Druck auf ein Bauteil wirken. Durch das Vergleichen der zusammengesetzen Vergleichspannung mit den zulässigen Werkstoffwerten, kann eine Aussage über die Festigkeit gemacht werden.
Welche Beulprobleme gibt es?
Was ist die Beulanalyse?
Die Beulanalyse ist eine Technik zur Bestimmung von kritischen Lasten bei denen eine Struktur instabil
wird, sowie der dazugehörigen Beuleigenformen.
Welche grundsätzlichen Möglichkeiten der Beulanalyse gibt es?
-Lineare Beulanalyse
Bei der Eigenwertbeulanalyse wird die theoretische Beulfestigkeit einer linearen elastischen Struktur bestimmt.
Diese Methode wird in der Literatur auch als elastische Beulanalyse bezeichnet. So stimmt z.B. die
Eigenwertbeulanalyse eines Knickstabes mit der klassischen Knickung nach Euler überein.
Die meisten realen Strukturen erreichen jedoch ihre theoretische Beulfestigkeit nicht.
-nichtlineare Beulanalyse
Die Nichtlineare Analyse ist gewöhnlich der exaktere Weg und wird deshalb für die Konstruktion oder
die Bewertung von bereits vorliegenden Strukturen empfohlen. Diese Technik verwendet eine nichtlineare
statische Analyse mit schrittweiser Laststeigerung, um das Lastniveau herauszubekommen, bei dem die
Struktur instabil wird.
Was its dsa Ergebnis einer Egenwertbeulanalyse?
Beim Aufbringen einer Einheitskraft von 1N auf einen Balken, kann mit der Eigenwertbeulanalyse der Lastmultiplikater (Sicherheit) abgelesen werden, welcher in diesem Fall der kritischen Knicklast entspricht.
Wie ist das Vorgehein bei eiener Eigenwertbeulanalyse?
1.Statisch-Meachanische-Analyse (mit Einheitskraft 1N)
2.Einfügen einer Eigenwert-Beulanalyse und mit der Lösung verlinken gemometrie, Modell, Technische Daten
Lösung zur neue Eigenwertbeulanalyse übertragen.
3.Eigenwert-Beulanalyse giebt dei (nicht ganz exakte) Verformung ders Balken an.
4.Über den Lastmultiplikator kann die kritische Knicklast herausgelesen werden.
Wie ist das Vorgehen bei einer nichtlinearen Beulanalyse?
Iterativer Aufbreingen schrittweise Laststeigerung (inkrementell bis Lösung divergiert), und die Kritische Last heraus zu bekomme, bei der die Strucktur instabiel wird.
Lastrschitte dürfen nicht zu gross sein, sonst kan die kritische Last nicht genau bestimmt werden.
Welche Arten von Daten stehen zur Auswertung zur Verfügung?
-Spannungen
-Verschiebungen
-Reaktionskräfte
-Schnittkraftverläufe
Welches sind die Vorteile der FEM-Analyse?
-Efizientes Optimierungswerkzeug
-Universell einstzbar für viele technische Fragen
-Analyse und Optimierungen von Bauteistrukturen
-Erkenntnisse schon früh in der Produktentwiklungsphase
-Risikominimierung
-Einsparung von prototypischer Etwiklungschleife
Wie hat sich die FE-Methode entwikelt unseit wann wird sie eingesetzt?
Im Jahre 1950 wurden das erste Mal Strukturberechnungen durchgeführt und zwar in der Automobiel-, Luft- und Raufahrtindustrie. 1967 kam das erste Mal der Name FEM ins Spiel. Tuerst waren nur mechanische FE-Methoden möglich, bis heute wurden weitere FE-Methoden im Bereich Strömung, Multiphysik und Magnetismus entwikelt.
Wie ist der heutige Stand der FEM-Analyse?
Durch die schnelleren Rechner Heutzutage, ist es möglich schnellere und genauere FEM-Analysen durchzuführen. Es können Heute Strukturen, Strömiungen, Wärmeleitungen, Magnetismus und Multiphysik berechnet analysiert werden.
Netzfreie Methoden, intelligente Programme (Prausibilitätsprüfung durch Programme)
In welche Richtung geht der heutige Entwicklungstrend der FEM?
Die Entwicklung geht in Richtung Integration ins CAD-System bzw. in den Entwiklungsprozess und virtuelle Produkktentwiklung. (CAE)
Welches subd die Schritte vo realen Bauteil zum FE-Modell?
-Idealisierung --> Welche physikalischen Idealisierungen müssen berücksichtigt werden. (Abstraktion einer Struktur auf ein Mathematisches gebilde)
-Modellbildung --> Wie kann die idealisierte Physik mit der FE-Methode beschriben werden?
1.Idealiesierung der Ralstruktur (Art des Modells, Symmetrien)
2.Materialeigenschaften festlegen
3.Netzbildung (Art des Netzes, Feinheit)
4.Randbedingungen bzw. Lagerungen und Kräfte (Starrkörpermode Vermeiden)
Welche Bearbeitungsschritte fallen beim Lösen von FE-Problemen an?
1.Idealisierung
2.Modellbildung (Netz, Dehnungszustand, Spannungszustahnd)
3.Auswertung der Ergebnisse
4.Resultate verifizieren
Wie ist die Aussagesicherheit bei FEM-Analysen un durch was wird deren Genauigkeit beinflusst?
Die Aussagesicherheit hängt massgeblich vom Bediener ab.
Faktoren welche die Genauigkeit beeinflussen sind:
-Ansatzfunktion
-Elementform
-Elementgrösse
-Netzfeinheit
-Idealisierung
-Numerische Fehler
-Kompetenzen des Anwenders
-genauigkeit der Eingangsdaten
Welche Anforderungen stellen sich an die Qualitätsstandards einer FE-Analyse?
-Kundenzufriedenheit hersellen durch eien aufgabenorietierte Lösungsfindun
-Aufzeichnungen der FE-Einsatzes mit vertändlichen Ergebnissen
-Bewertung,, Verifizierung und Validierung der FE-Ergebnissen und eine Bescheinigung durch eine Fachperson oder dessen Vorgesetzten (Unterschrift).
-Fähigkeit des Presonals und angemessene Infrastruktur muss vorhanden sein (ISO 9001)
Was für Vorteile bringt eine computergestützte Produktentwiklung?
-Verkürzung der Entwicklungszeiten
-Reduktion von Herstellkosten und Einsparung von Ressourcen
-Innovation und Krativität
-Erzielung höherer Qualität
-Erfüllung zunehmend strengerer Normen
Welches Potenzial ligt in der Simulation?
Das Potetntial computergestützter Simuliation ist in allen Phasen der Produktentwiklung von Vorteil. Jedoch ergibt sich einen sehr grossen Nutzen bei der frühen Fehler und Problemerkennung in der Entwiklungsphase.
Welches sind die heutigen Anwendungs- und Einsatzgebite der FEM-Analyse?
FEM wird eigentlich in allen Branche eingesetzt. Denn Material ist Geld und wo Material gespart wird, wird auch Geld gespart.
vor allem: Luft-Raumfahrt, Automobilindustrie und Maschinenbau
Anwendungsgebiete: Strukturmechanik, Wärmeleitung, Strömung, Magnetfeldberechnungen, Multiphysik
Welches sind die Aufgaben und Anforderungen an einen Anwender der FEM?
Die Aufgaben des FEM Anwenders ist es die richtige Idealisierung und Modellbildung für die Aufgabenstellung zu finden. Er muss für die errechneten Ergebnisse Interpretieren, verifizieren und auf Plausibilität prüfen und dokumentieren.
Dazu muss er ein solides Grundwissen im Bereich Mechanik, Strukturmechanik und Werkstoffkunde haben.
-Mindestens 80% des Prensums asl FE-Analytiker
Was versteht man under CAE?
CAE=Computer Aided Engeneering (rechnergestütztes Entwikeln)
CAE ist eine Kombination von CAD und FEM.
Wie sieht die konventionelle CAE-Prozesskette aus?
CAD stellt Datei zur verfügung ---> Schnittstelle ---> Pre-Prozessor des CAE interpretiert die CAD Datei und bereitet sie auf ---> FEM-Universalprogramm ---> Post Prozessor.
Welche Alternativen gibt es zur konventionellen CAE-Prozesskette?
Das integrierte CAD/CAE-System wie z.B NX. Ideal für Konstruktionsbegleitete Berechnungen unter einfacher Bedinung.
Was vesteht man unter einem Schnittstellenprotokoll?
Ein Schnittstellenprotokoll (IGES, VDA, FS, Step) ist ein Dateientyp der erzeugt wird, wenn die Geometrie an vom CAD an das FE-Programm übergebenwerden soll. Im FE-Programm werden die Dateien wieder umgesetzt direkt oder indirekt.
Welche Schnittstellenprotokolle finden hauptsächlich Verwendung?
-Direkt: Parasolid, UG, etc
Indirekt: IGES, STEP, DXF (neutrales Format)
Welche Aspekte gibt es bei einer CAD-FEM Kopplung zu beachten?
Die Gefahr ist es zu viel Informationen der Geometrie vom CAD ins FEM zu übernehmen, welche für die FE-Analyse nicht relevant sind.
-Komplexe Randbedingungen nicht möglich
-nichtlineare Analysen meist nicht möglich (CAD-System kann nur linear unter einfachen randbedingungen)
Welche Arten der Nichtlineartäten gib es und was wird darunter verstanden?
-Material-Nichtlinearität (Inhomogenes Material, Plastizität und Hyperelastizität)
-Geometrische-Nichtlinearität (Grosse Verformungen bei kleiner Spannung, instabilität))
-Randbedingungen: Kontakt mit Reibung
Verstanden: Verformung des Pauteils ist nicht Proportional mit der aufgebrachten Kraft
Welche Fehler kann der Anwender bei der FEM-Analyse machen?
-Falche Annahme des Verhalten des Werkstoffes
-Falsche Randbedingungen setzen8-Unkorrekte Beurteilung von nichtlinearen Stellen (Sigularitäten)
-Fehlinterpretation
-Falsche Idealisierung / Modelierung
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Lernkarten
Welches sind die Vorteile der FEM-Analyse?
-Efizientes Optimierungswerkzeug
-Universell einstzbar für viele technische Fragen
-Analyse und Optimierungen von Bauteistrukturen
-Erkenntnisse schon früh in der Produktentwiklungsphase
-Risikominimierung
-Einsparung von prototypischer Etwiklungschleife
Wie hat sich die FE-Methode entwikelt unseit wann wird sie eingesetzt?
Im Jahre 1950 wurden das erste Mal Strukturberechnungen durchgeführt und zwar in der Automobiel-, Luft- und Raufahrtindustrie. 1967 kam das erste Mal der Name FEM ins Spiel. Tuerst waren nur mechanische FE-Methoden möglich, bis heute wurden weitere FE-Methoden im Bereich Strömung, Multiphysik und Magnetismus entwikelt.
Wie ist der heutige Stand der FEM-Analyse?
Durch die schnelleren Rechner Heutzutage, ist es möglich schnellere und genauere FEM-Analysen durchzuführen. Es können Heute Strukturen, Strömiungen, Wärmeleitungen, Magnetismus und Multiphysik berechnet analysiert werden.
Netzfreie Methoden, intelligente Programme (Prausibilitätsprüfung durch Programme)
In welche Richtung geht der heutige Entwicklungstrend der FEM?
Die Entwicklung geht in Richtung Integration ins CAD-System bzw. in den Entwiklungsprozess und virtuelle Produkktentwiklung. (CAE)
Welches subd die Schritte vo realen Bauteil zum FE-Modell?
-Idealisierung --> Welche physikalischen Idealisierungen müssen berücksichtigt werden. (Abstraktion einer Struktur auf ein Mathematisches gebilde)
-Modellbildung --> Wie kann die idealisierte Physik mit der FE-Methode beschriben werden?
1.Idealiesierung der Ralstruktur (Art des Modells, Symmetrien)
2.Materialeigenschaften festlegen
3.Netzbildung (Art des Netzes, Feinheit)
4.Randbedingungen bzw. Lagerungen und Kräfte (Starrkörpermode Vermeiden)
Welche Bearbeitungsschritte fallen beim Lösen von FE-Problemen an?
1.Idealisierung
2.Modellbildung (Netz, Dehnungszustand, Spannungszustahnd)
3.Auswertung der Ergebnisse
4.Resultate verifizieren
Wie ist die Aussagesicherheit bei FEM-Analysen un durch was wird deren Genauigkeit beinflusst?
Die Aussagesicherheit hängt massgeblich vom Bediener ab.
Faktoren welche die Genauigkeit beeinflussen sind:
-Ansatzfunktion
-Elementform
-Elementgrösse
-Netzfeinheit
-Idealisierung
-Numerische Fehler
-Kompetenzen des Anwenders
-genauigkeit der Eingangsdaten
Welche Anforderungen stellen sich an die Qualitätsstandards einer FE-Analyse?
-Kundenzufriedenheit hersellen durch eien aufgabenorietierte Lösungsfindun
-Aufzeichnungen der FE-Einsatzes mit vertändlichen Ergebnissen
-Bewertung,, Verifizierung und Validierung der FE-Ergebnissen und eine Bescheinigung durch eine Fachperson oder dessen Vorgesetzten (Unterschrift).
-Fähigkeit des Presonals und angemessene Infrastruktur muss vorhanden sein (ISO 9001)
Was für Vorteile bringt eine computergestützte Produktentwiklung?
-Verkürzung der Entwicklungszeiten
-Reduktion von Herstellkosten und Einsparung von Ressourcen
-Innovation und Krativität
-Erzielung höherer Qualität
-Erfüllung zunehmend strengerer Normen
Welches Potenzial ligt in der Simulation?
Das Potetntial computergestützter Simuliation ist in allen Phasen der Produktentwiklung von Vorteil. Jedoch ergibt sich einen sehr grossen Nutzen bei der frühen Fehler und Problemerkennung in der Entwiklungsphase.
Welches sind die heutigen Anwendungs- und Einsatzgebite der FEM-Analyse?
FEM wird eigentlich in allen Branche eingesetzt. Denn Material ist Geld und wo Material gespart wird, wird auch Geld gespart.
vor allem: Luft-Raumfahrt, Automobilindustrie und Maschinenbau
Anwendungsgebiete: Strukturmechanik, Wärmeleitung, Strömung, Magnetfeldberechnungen, Multiphysik
Welches sind die Aufgaben und Anforderungen an einen Anwender der FEM?
Die Aufgaben des FEM Anwenders ist es die richtige Idealisierung und Modellbildung für die Aufgabenstellung zu finden. Er muss für die errechneten Ergebnisse Interpretieren, verifizieren und auf Plausibilität prüfen und dokumentieren.
Dazu muss er ein solides Grundwissen im Bereich Mechanik, Strukturmechanik und Werkstoffkunde haben.
-Mindestens 80% des Prensums asl FE-Analytiker
Was versteht man under CAE?
CAE=Computer Aided Engeneering (rechnergestütztes Entwikeln)
CAE ist eine Kombination von CAD und FEM.
Wie sieht die konventionelle CAE-Prozesskette aus?
CAD stellt Datei zur verfügung ---> Schnittstelle ---> Pre-Prozessor des CAE interpretiert die CAD Datei und bereitet sie auf ---> FEM-Universalprogramm ---> Post Prozessor.
Welche Alternativen gibt es zur konventionellen CAE-Prozesskette?
Das integrierte CAD/CAE-System wie z.B NX. Ideal für Konstruktionsbegleitete Berechnungen unter einfacher Bedinung.
Was vesteht man unter einem Schnittstellenprotokoll?
Ein Schnittstellenprotokoll (IGES, VDA, FS, Step) ist ein Dateientyp der erzeugt wird, wenn die Geometrie an vom CAD an das FE-Programm übergebenwerden soll. Im FE-Programm werden die Dateien wieder umgesetzt direkt oder indirekt.
Welche Schnittstellenprotokolle finden hauptsächlich Verwendung?
-Direkt: Parasolid, UG, etc
Indirekt: IGES, STEP, DXF (neutrales Format)
Welche Aspekte gibt es bei einer CAD-FEM Kopplung zu beachten?
Die Gefahr ist es zu viel Informationen der Geometrie vom CAD ins FEM zu übernehmen, welche für die FE-Analyse nicht relevant sind.
-Komplexe Randbedingungen nicht möglich
-nichtlineare Analysen meist nicht möglich (CAD-System kann nur linear unter einfachen randbedingungen)
Welche Arten der Nichtlineartäten gib es und was wird darunter verstanden?
-Material-Nichtlinearität (Inhomogenes Material, Plastizität und Hyperelastizität)
-Geometrische-Nichtlinearität (Grosse Verformungen bei kleiner Spannung, instabilität))
-Randbedingungen: Kontakt mit Reibung
Verstanden: Verformung des Pauteils ist nicht Proportional mit der aufgebrachten Kraft
Welche Fehler kann der Anwender bei der FEM-Analyse machen?
-Falche Annahme des Verhalten des Werkstoffes
-Falsche Randbedingungen setzen8-Unkorrekte Beurteilung von nichtlinearen Stellen (Sigularitäten)
-Fehlinterpretation
-Falsche Idealisierung / Modelierung
Welche Fehlerquellen können sich bei der Programm-Handhabung ergeben?
-schlechte Vernetzung
-schlechte Elementformulierungen
-zu ungenauer Gleichungslöser
-ungenaue Rückrechnung
-Falche Mitteilung
-Keine Warnungen
-Falsche Darstellungen
Was gibt es bei den Masseinheiten zu beachten?
Frei wähbahr bzw. von der Software umrechenbar. Darauf achten welche einheiten Eingestellt sind. Wenn Masseinheiten eingegeben werden auf die Richtige Syntax und die Richtigen einheiten achten. Einheitenkontrolle bei Arbeiten mit Parametern.
Welche Faktoren beeinflussen die Genauigkeit der Ergebnisse?
-Ansatzfunktion
-Elementform
-Elementgrösse
-Netzfeinheit
-Idealisierung
-Numerische Fehler, diskretisierungs Fehler
-Kompetenzen des Anwenders
-genauigkeit der Eingangsdaten
Welche Qualitätssicherungsmassnahmen sind zu treffen?
-Konvergenz Prüffen
-Mehrere Anwender die gleiche Problemstellung überprüffen lassen
-Verifizierung der Lösungen
-validierung
-Unterschrift
-Vieraugenprinziep
-Verschiedenen Programme benutzen
Was stellt dei FEM aus rein matemathischer Sicht dar?
Ein numerisches Verfahren zur Lösung partiller DGL, welche in ein algebratisches Gleichungssystem überführt werden.
--->Spannungs-Dehnugsgleichung in Matrizenform
Für was stehen die einzelenen Terme in der Gleichung [K] {u} = {F}?
-[K] ist die Steifigkeits-Matrix
-{u} ist der Verschiebungsvektor
-{F} ist der Lastvektor
Welche Klassen und Typen von Elementen gibt es?
Elementkalssen: Linien, Flächen, Volumen
Elementtypen: Stab, Balken, Scheibe, Platte, Schalen, Volumen
Ordenen sie dei Elementtypen den Elementkalssen zu, sind diese 2D oder 3D?
Wie Biele Freiheitsgrade haben die verschiedenen Elementtypen?
-Stab: 3 Verschiebungen
-Balken: 3Verschiebungen, 3 Verderehungen
-Scheibe: 2 Verschiebungen
-Schale: 3 Verschiebungen, 3 Verdrehungen
-Volumen: 3 Verschiebungen
Was sind Freiheitsgrade in einem FE-Modell?
Freiheitsgrade sind die möglichen Verschiebiebungen und Verdrehungen eines Knotens. Anderst ausgedrückt alle Unbekannten.
Was sind Kontinuumselemente?
Scheiben- und Volumenelemente sind Kointinuumselemente. Sie weise als Freiheitsgrade im Allgemeinen nur Verschiebungskomponenten in den Knotenpunkten des finite Elementes auf.
Welche Elemente gibt es neben den Kontinuumselementen noch und wodurch unterschieden si sich?
Strukturelemente dienen zur Diskretisierung von Stäben, Balken und Schalen. Die Knotenpunkte werden nur auf einer Achse eines Stabes bzw. Nittelfläche einer Schale angeordnet, wobei die Freiheitsgrade in den Knotenpunkten aus Verschiebung und Verdrehungen bestehen.
Wie ist ein Balken-Element definiert und wann kann es verwendet werden?
Das Balkenmodell ist ein 3D Strukturelement, welches in jedem Knoten 3 Verschiebungs- und 3 Verdrehungsfreiheitsgrade hat. Balkenelemente werden für lange und schlanke Bauteile verwendet. Anwendung hauprsächlich unter Biegebelastung stehender Balkenstrukturen.
Lasten: Streckenlasten läns und quer, Einzelkräfte oder Momente an den Knoten.
Mindestangaben: Elastizitätsmodul E, Querkontraktionszahl v, Querschnittsterm (common Section)
Wie ist ein Volumenelement defineirt und wann wird es eingesetzt?
Das Volumenelement ist ein 3D Kontinuumselement, welches in jedem Knoten 3 Versciebungsfreiheitsgrade hat. Es wird für Bauteile mit vergleichbar grossen Abmessungen in alle Richtungen und zur Modelierung von komplexen Bauteilen von CAD / CAM-Systemen verwendet. (Tetraeder oder Hexaeder)
Lasten: Temperaturen, Einzelkräfte, Drücke
Mindestangaben: Elastizitätsmodul E, Querkontraktionszahl v
Wie ist ein Schalen-Element definiert und welche Eigenschaften besitzt es?
Das Schalenenlement ist ein 3D Strukturelement, welches in jedem Knoten 3 Verschiebungs- und 3 Verdrehungsfreiheitsgrade hat. Das Schalenelement ist geeignet für dünnwandige Bauteile wie Rohre oder ebene Flächentragwerke wo Biege- und Normalspannungen auftreten. Spannugnsverlauf linar in z-Richtung.
Lasten: Einzelkräfte, Momente, Drücke und Temperaturen in-plane und senkrech
Mindesteingaben: Elastizitätsmodul E, Querkontraktionszahl v, Schalendicke t
Was sind Randbedingungen und wie werden diese ralisiert?
Randbedingungen sind Lasteinleitung, Lagerung und Zwangsbedingungen.
-Lasteinleitung: Punkt-, Strecken-, Flächen-, Druck-, Temperaturlasten Einleitung durch einen oder mehrere Knoten
-Lagerung: gezieltes einschränken der Freiheitsgrade
-Zwangsbedingungen: Einschränktung der Freiheitsgrade durch z.B Symetrien
Was versteht man unter Starrkörperbewegung?
Starrkörperbewegung=Starrkörpermode
-Ein Bauteil ist nicht genügend gelagert (nicht statisch bestimmt) und kann sich noch im verschieben oder verdrehen ohne sich zu Verformen.
Was sind Diskontinuitäten udn wie entstehen sie?
Eine Diskontinuität ist eine sprunghafte Änderung eienr physikalischen Grösse. Sie kann durch das Material, Geometrie Randbedingungen oder Belastungen entstehen.
Was versteht man unter einem ebenen Spannungszustand?
Nur Dehnung in z-Richtung, keine Spannung in z-Richtung
Spannungen entstehen nur in der Ebene, senkrecht dazu sind die Spannungen null kann sich dehenen.
Kräfte wirken nur in der Ebene
Was vesteht man unter einem ebenen Verformungszustand?
Nur spannungen in z-Richtung, keine Dehnung in z-Richtung
Die dehnung existiert nur in der Ebene senkrecht dazu ist die Dehnung null. Konstanter querschnitt und Randbedingungen über die gesamte Länge
