Linienstrukturen mit BEAM- (Balken-)Elementen

Die nächste Abstraktion ist eine 1D-Abstraktion im dreidimensionalen Raum. Sie wird für Linienstrukturen mit (annähernd) konstantem Querschnitt verwendet. Dabei wird die reale 3D-Struktur durch eine Linie mit einem zugeordneten Querschnitt beschrieben.

In der CAD-Geometrie werden dafür Linien verwendet, die anschließend mit sogenannten BEAM- (Balken-)Elementen vernetzt und mit einem Profil (Querschnitt) versehen werden. BEAM-Elemente besitzen u. a. folgende Eigenschaften:

• Zusätzlich zu den Verschiebungsfreiheitsgraden haben sie Rotationsfreiheitsgrade.
• Der Querschnitt wird als starr angenommen, d. h. er kann sich im Vergleich zum 3D-Körper nicht lokal verformen. (Die Linie kann sich also verformen, aber der Querschnitt eben nicht)

BEAM-Elemente sind hinsichtlich Rechenzeit sehr effizient, haben aber den Nachteil, dass sie lokale Effekte (z. B. Schweißnähte, Kerben, lokale Querschnittsaufdickungen) nicht abbilden können.