Grundprinzipien der Finiten-Elemente-Methode

Im folgenden ist die Vorgehensweise der Finiten-Elemente-Methode an Hand des Workflows in grob skizziert.

Geometrie

Zunächst wird ein Bauteil erstellt (in ANSYS) oder ein bereits vorhandenes Bauteil eingeladen (z. B. aus CATIA).

Material

Es muss ein Material gewählt werden. Relevante Parameter sind das Elastizitätsmodul E und die Querkontraktion μ.

Elemente (Vernetzung)

Das Bauteil wird mit kleinen (finiten) Elementen vernetzt.

Die Elemente bestehen aus Knoten.

Jeder Knoten besitzt Freiheitsgrade (in der Strukturmechanik mit den 3D Elementen sind dies Verschiebungen in alle drei Raumrichtungen) .

Lagerung und Belastung

Die Lagerung verhindert Starrkörperbewegungen …

Die Belastung erfolgt hier über eine Kraft auf die oberen drei Knoten.

Bestimmung der Freiheitsgrade

Nun wird mit Hilfe von mathematischen Operationen die Freiheitsgrade (also Verschiebungen in alle 3 Raumrichtungen) für alle restlichen Knoten im Bauteil bestimmt.

Im folgenden Video wird dies noch mal etwas detallierter erklärt: