Fortgeschritten

FEM-Randbedingungen

Lasten und Randbedingungen auf Ihr Modell anwenden

Übersicht

Randbedingungen (RB) definieren, wie Ihr Modell belastet und eingespannt wird. confBuild unterstützt 9 Randbedingungstypen für mechanische Lasten, kinematische Einspannungen und thermische Bedingungen. Jede RB wird bestimmten Flächengruppen Ihres Netzes zugewiesen.

Kraft

Punkt- und Streckenlasten

Druck

Normaler Oberflächendruck

Fest

Starre Einspannung, alle FG gesperrt

Temperatur

Vorgegebene thermische Bedingungen

Randbedingungstypen

Alle 9 unterstützten Randbedingungstypen mit ihren Parametern.

Kraft

Punkt- oder verteilte Kräfte im globalen Koordinatensystem anwenden.

Parameter Einheit Beschreibung
fx N (Newton) Kraftkomponente in X-Richtung
fy N (Newton) Kraftkomponente in Y-Richtung
fz N (Newton) Kraftkomponente in Z-Richtung

Visualisiert als farbige Pfeile mit Kraftrichtung und -betrag.

Moment

Drehmomente um jede Achse anwenden.

Parameter Einheit Beschreibung
mx Nm Moment um die X-Achse
my Nm Moment um die Y-Achse
mz Nm Moment um die Z-Achse

Visualisiert als gebogene Pfeile um die Drehachse.

Druck

Normaldruck auf eine Oberfläche anwenden. Positiver Druck drückt in die Fläche.

Parameter Einheit Beschreibung
pressure Pa (Pascal) Normaldruck auf der Oberfläche

Visualisiert als Pfeilraster senkrecht zur Oberfläche mit Schattierung.

Feste Einspannung

Sperrt alle Freiheitsgrade (Translation und Rotation) an der ausgewählten Fläche. Dies ist der häufigste Einspannungstyp.

Parameter Wert Beschreibung
dx, dy, dz 0 Alle Translationen gesperrt

Visualisiert als schraffiertes Lagersymbol für starre Auflager.

Verschiebung

Vorgegebene Verschiebungen festlegen. Einen Wert setzen für Einspannung oder null für frei lassen.

Parameter Einheit Beschreibung
dx m (oder null) Vorgegebene X-Verschiebung
dy m (oder null) Vorgegebene Y-Verschiebung
dz m (oder null) Vorgegebene Z-Verschiebung

Visualisiert als bidirektionale Pfeile: Vollfarbe für gesperrt, transparent für frei.

Rotation

Vorgegebene Rotationen festlegen. Einen Wert setzen für Einspannung oder null für frei lassen.

Parameter Einheit Beschreibung
rx rad (oder null) Vorgegebene Rotation um X
ry rad (oder null) Vorgegebene Rotation um Y
rz rad (oder null) Vorgegebene Rotation um Z

Temperatur

Vorgegebene Temperatur an einer Oberfläche für thermische Analyse anwenden.

Parameter Einheit Beschreibung
temperature °C Vorgegebene Oberflächentemperatur

Visualisiert als Thermometer-Symbol auf der Oberfläche.

Wärmestrom

Wärmestrom über eine Oberfläche für thermische Analyse anwenden.

Parameter Einheit Beschreibung
heatFlux W/m² Wärmestrom durch die Oberfläche

Visualisiert als wellenförmige Pfeile für die Wärmeflussrichtung.

Schwerkraft

Gravitationsbeschleunigung als Volumenlast auf das gesamte Modell anwenden.

Parameter Einheit Beschreibung
acceleration m/s² Gravitationsbeschleunigung (Standard: 9,81)

RB-Visualisierung

Alle Randbedingungen werden in 3D mit eindeutigen Farben und Symbolen dargestellt.

RB-Typ Farbe Symbol
Kraft Tiefes Orange Richtungspfeile
Druck Blau Pfeilraster auf Fläche
Fest Grün Lager-/Schraffursymbol
Moment Lila Gebogener Pfeilbogen
Verschiebung Bernstein Bidirektionale Pfeile
Rotation Cyan Rotationsbögen mit Sperrsymbol
Temperatur Rosa Thermometer-Symbol
Wärmestrom Orange Wellenförmige Pfeile

KI-gestützte RB-Generierung

Lassen Sie die KI Ihre Randbedingungen aus einer Textbeschreibung einrichten.

So funktioniert es

  • Beschreiben Sie Ihren Lastfall in natürlicher Sprache (z.B. „1000N Kraft nach unten auf die Oberseite, fest eingespannt unten")
  • Die KI analysiert die verfügbaren Flächengruppen aus Ihrem Netz
  • Passende Lasten und Einspannungen werden automatisch generiert
  • Überprüfen und passen Sie die generierten RB vor dem Simulationsstart an

Beispielbeschreibungen

  • „500N Kraft nach unten auf die Oberseite, feste Einspannung an der Unterseite"
  • „Gleichmäßiger Druck von 10 kPa auf die Vorderseite, fest eingespannt links und rechts"
  • „Schwerkraftlast mit fester Basis, 200N seitliche Kraft auf die Oberseite"
  • „Temperatur von 100°C auf der linken Seite, 20°C auf der rechten Seite"

Best Practices

Tipps für die korrekte Einrichtung von Randbedingungen.

Empfehlungen

  • Jedes Modell benötigt mindestens eine Einspannung (fest, Verschiebung oder Rotation), um Starrkörperbewegung zu verhindern
  • Beginnen Sie mit einem einfachen Lastfall und fügen Sie schrittweise Komplexität hinzu
  • Prüfen Sie die RB-Visualisierung, um zu verifizieren, dass Lasten auf die richtigen Flächen angewendet werden
  • Nutzen Sie Symmetrie zur Modellverkleinerung: Symmetrie-Randbedingungen an Schnittebenen anwenden
  • Für Schwerkraft denken Sie daran, zuerst ein Material mit Dichte zuzuweisen

Häufige Fehler

  • Keine Einspannungen: Solver schlägt mit singulärem Matrixfehler fehl, wenn sich das Modell frei bewegen kann
  • Übereinspannung: Alle Flächen sperren erzeugt künstlich steifes Verhalten
  • Falsche Einheiten: Kräfte in Newton, Druck in Pascal, Verschiebung in Metern
  • Fehlende Flächengruppe: Stellen Sie sicher, dass die Zielflächengruppe im Netz existiert, bevor Sie RB zuweisen
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