Fortgeschritten

FEM-Erweiterte Analyse

Spezialisierte Ingenieur-Analysetypen

Übersicht

Erweiterte Analysetypen behandeln spezialisierte Ingenieurprobleme jenseits standardmäßiger struktureller, dynamischer und thermischer Simulationen. Dazu gehören Ermüdungslebensdauer-Vorhersage, Kontaktmechanik, zeitabhängiges Kriechen, Bruchmechanik, Akustik und progressive Schädigung.

Ermüdung

Zyklische Lebensdauer-Vorhersage

Kontakt

Reibung und Kontaktflächen

Kriechen

Zeitabhängige Verformung

Bruch

Rissausbreitungsanalyse

Ermüdungsanalyse

Schätzt die Ermüdungslebensdauer von Bauteilen unter zyklischer Belastung mittels S-N-Kurven (Wöhlerlinien).

Konfiguration

Parameter Standard Beschreibung
analysisType fatigue Analysetyp-Auswahl
fatigueCycles 1e6 Zielanzahl der Lastzyklen
fatigueLoadRatio 0 R-Verhältnis (Min-Spannung / Max-Spannung)

Anwendungsfälle

  • Rotierende Maschinenwellen und Lager
  • Feder- und Fahrwerksbauteile
  • Flugzeugstrukturbauteile
  • Jedes Teil unter wiederholten Lastzyklen

Kontaktanalyse

Simuliert Kontakt zwischen Oberflächen mit Reibung unter Verwendung von Code_Asters DEFI_CONTACT. Unterstützt Penalty- und Lagrange-Kontaktformulierungen.

Konfiguration

Parameter Standard Beschreibung
analysisType contact Analysetyp-Auswahl
contactFrictionCoefficient 0,3 Coulombscher Reibungskoeffizient
contactPenaltyParameter 1e10 Penalty-Steifigkeit
contactAlgorithm PENALISATION PENALISATION oder LAGRANGIEN

Kriechanalyse

Modelliert zeitabhängige Materialverformung unter Dauerlasten bei erhöhten Temperaturen. Unterstützt Norton- und Lemaitre-Kriechgesetze.

Konfiguration

Parameter Standard Beschreibung
analysisType creep Analysetyp-Auswahl
creepModel norton norton oder lemaitre
creepDuration 3600 Kriechdauer (Sekunden)
creepTimeSteps 50 Anzahl der Zeitschritte
creepTemperature 500 Betriebstemperatur (°C)

Bruchmechanik

Analysiert Rissverhalten mittels J-Integral und Spannungsintensitätsfaktoren (K-Faktoren) über Code_Asters CALC_G und POST_K1_K2_K3.

Konfiguration

Parameter Standard Beschreibung
analysisType fracture Analysetyp-Auswahl
fractureGroupName — Netzgruppe mit der Rissfront
fractureJIntegralLayers 5 Anzahl der Konturintegrations-Schichten

Ausgabe

  • J-Integral — Energiefreisetzungsrate an der Rissspitze
  • KI — Modus I (Öffnung) Spannungsintensitätsfaktor
  • KII — Modus II (Gleitung) Spannungsintensitätsfaktor
  • KIII — Modus III (Reißen) Spannungsintensitätsfaktor

Akustische Analyse

Gekoppelte Fluid-Struktur-Akustiksimulation für Geräusch- und Schwingungsanalyse.

Konfiguration

Parameter Standard Beschreibung
analysisType acoustic Analysetyp-Auswahl
acousticFluidDensity 1,225 Fluiddichte in kg/m³ (Luft)
acousticSoundSpeed 343 Schallgeschwindigkeit in m/s (Luft bei 20°C)
acousticFreqMin 20 Minimale Frequenz (Hz)
acousticFreqMax 2000 Maximale Frequenz (Hz)
acousticFreqSteps 100 Anzahl der Frequenzschritte

Schadensanalyse

Modelliert progressive Materialdegradation mit Schadensmechanik-Modellen. Unterstützt Mazars und endo_isot_beton für Beton und quasi-spröde Materialien.

Konfiguration

Parameter Standard Beschreibung
analysisType damage Analysetyp-Auswahl
damageModel mazars mazars oder endo_isot_beton
damageTensileStrength 3e6 Zugfestigkeit (Pa)
damageCompressiveStrength 30e6 Druckfestigkeit (Pa)
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