Globale Netzverfeinerung

Zunächst starten wir mit der globalen Netzverfeinerung, um den Unterschied besser zu erkennen. Als Beispiel verwenden wir das L-Profil aus dem zweiten Praktikum

Es ist das gesamte Projektarchiv gegeben (Material,Geometrie,Netz und Belastung):

Uebung-02-L-Profil.wbpz

• Berechnen Sie die von-Mises-Vergleichsspannung in MPa im gesamten Bauteil für eine globale Netzgröße von 3 mm.

• Berechnen Sie die von-Mises-Vergleichsspannung in MPa im gesamten Bauteil für eine globale Netzgröße von 1,5 mm.

Wir haben nun zwei Probleme:

• Die Spannung ist um etwa 36 % gestiegen, was auf eine Singularität hindeutet. Diese befindet sich in der unendlich scharfen Kante.
  
  → Dies können wir mit der Kantenverrundung lösen.
• Durch die globale Netzgröße hat die Rechnung sehr lange gedauert.
  
  → Dies können wir mit der lokalen Netzverfeinerung lösen.

Kantenverrundung

• Erstellen Sie in SpaceClaim mit dem Pull-Tool an der Kante eine Kantenverrundung mit einem Radius von 3 mm.

Wie im Praktikum 2 zur Geometrieanpassung gezeigt, können innenliegende Kanten in SpaceClaim mit Hilfe des Pull-Tools verrundet werden (hier im Beispiel an einer Außenkante!):

Pull-Tool starten

In SpaceClaim im Reiter Sketch (oder Design) das Pull-Tool auswählen.

Verrundungskante wählen

Die Kante anklicken, die verrundet werden soll.

Verrundung erstellen und bemaßen

Wert eingeben (3mm in diesem Fall) mit ENTER bestätigen und mit zweimal ESC beenden.

Geometrie aktualisieren

In Mechanical im Strukturbaum Rechtsklick auf Geometry und Update Geometry from Source auswählen.

Lokale Netzverfeinerung

Bei der lokalen Netzverfeinerung stellen wir zunächst das globale Netz wieder auf 3 mm und anschließend nur die Verrundung auf 0,5 mm.

Globale Netzgröße einstellen

(1) Im Strukturbaum Mesh auswählen.

(2) Im Detailfenster unter Element Size den Wert 3 eingeben (Einheit auf mm!).

Lokale Netzverfeinerung einfügen

(1) Flächenauswahltool auswählen.

(2) Die Fläche der Verrundung auswählen.

Im Strukturbaum (3) Rechtsklick auf Mesh und dann (4) Insert > (5) Sizing auswählen.

Lokale Netzgröße einstellen

(1) Die lokale Netzverfeinerung (Sizing) auswählen.

(2) Im Detailfenster unter Sizing den Wert 0,5 einstellen (Einheit auf mm!).

Netz generieren

Im Strukturbaum Rechtsklick auf Mesh und dann Generate Mesh auswählen.

• Berechnen Sie die von-Mises-Vergleichsspannung in MPa in der Verrundung mit einem dortigen lokalen Netz von 0,5 mm (globales Netz 3 mm).

• Berechnen Sie die von-Mises-Vergleichsspannung in MPa in der Verrundung mit einem dortigen lokalen Netz von 0,25 mm (globales Netz 3 mm).

Wurde somit eine Konvergenz erreicht mit einer lokalen Netzgröße von 0,25 mm?

Ja

Nein

🎯 Lösung

Netzgröße	σvM global ohne Verrundung [MPa]	σvM lokal mit Verrundung [MPa]
3 mm	436,89	-
1,5 mm	592,32 (+35,6 %)	-
0,5 mm	–	586,00
0,25 mm	–	582,28 (−0,6 %)

Hinweis: Die prozentuale Änderung bezieht sich jeweils auf das vorherige Netz in derselben Spalte. Die lokalen Spannungen stammen aus dem Modell mit Kantenverrundung (Radius 3 mm); bei 0,5 mm und 0,25 mm wurde zusätzlich eine lokale Netzverfeinerung in der Verrundung bei global 3 mm verwendet.