Rotationssymmetrie

Die nächste 2D-Abstraktion ist die Rotationssymmetrie (achsen-symmetrische Modellierung).

Hierbei wird ein voll dreidimensionaler Körper, der um eine Achse gedreht entsteht (z. B. Welle, Druckbehälter, Rohr), durch seinen 2D-Querschnitt im \(r\)-\(z\)-System beschrieben. Das FE-Programm berechnet daraus automatisch den zugehörigen dreidimensionalen Spannungszustand eines rotationssymmetrischen Körpers.

Wichtig ist:

• die Geometrie ist rotationssymmetrisch,
• die Lagerung ist rotationssymmetrisch,
• die Lasten sind rotationssymmetrisch (z. B. Innendruck, Eigengewicht, gleichmäßige Auflagerung).

Sind diese Bedingungen erfüllt, beschreibt das achsensymmetrische 2D-Modell das reale 3D-Problem ohne nennenswerten Genauigkeitsverlust, spart aber sehr viel Rechenzeit.

Nicht geeignet ist die Rotationssymmetrie hingegen für nicht-rotationssymmetrische Effekte, z. B. lokale Einzellasten, Kerben oder Bohrungen, die nur an einer Stelle des Umfangs auftreten.