HS Heilbronn - Prof. Dr. P. Fleischmann CAD-K6 11/2010 6/1 6 FEM mit Catia-V5 FEM – Finite-Elemente-Methode Vorgehen: Bauteil - Geometrie aus z.B. Catia - Werkstoff mit seinen Eigenschaften; linear-elastisch: E und ν - Belastung, Biegemoment M b - Randbedingung, Einspannung am linken Ende 6.1 Methode A) Unterteilung in endliche große Elemente Vernetzung Hexaeder Tetraeder Elementgröße B) Elementtyp Lineares Element: Quadratisches Ele- ment C) Belastung D) Randbedin- gungen Beispiel 1: Einge- spannter Balken unter Biegung Beispiel 2: Lagerbock mit Lagerlast E) Gesamtsteifigkeitsmatrix Gesamtsteifigkeitsmatrix [K] F) Lösen des Gleichungssystems K AB · u A = F B F B – Vektor der Kräfte u A – Vektor der Verschiebungen G) Spannungen H) Festigkeitsnachweis σ FEM = σ vorhanden ≤ σ zulässig = Werk- stoffkennwert / Sicherheit Bild 6.1: Hexaeder-Element Bild 6.2: Lokale Netzverfeinerung Bild 6.3: Lineares und quadratisches Hexae- der-Element Bild 6.4: Randbedingungen
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HS Heilbronn - Prof. Dr. P. Fleischmann CAD-K6 11/2010 6/1
6 FEM mit Catia-V5 FEM – Finite-Elemente-Methode
Vorgehen: Bauteil - Geometrie aus z.B. Catia
- Werkstoff mit seinen Eigenschaften; linear-elastisch: E und ν - Belastung, Biegemoment Mb
- Randbedingung, Einspannung am linken Ende
6.1 Methode A) Unterteilung in endliche große Elemente
Für das Doppel-Hut-Profil wurde eine Längsstauchungsbelastung durchgeführt. Das Profil entspricht einem möglichen Anwendungsfall im Längsträger. Dieser Lastfall ist den auftre-tenden Belastungen entsprechend gewählt worden. Die Verformungsenergie dieses Modells, die durch PAM-CRASH ermittelt wurde, betrug 90 kJ. Um diese Extremenergie zu erreichen, wird das Modell an einem Fahrzeug mit einem Gewicht von 750 kg eingespannt und mit ei-ner Geschwindigkeit von 18,4 km/h gegen eine Barriere geprüft. Die Randbedingungen des Berechnungsmodells sind in der folgenden Abbildung zu sehen.
Abbildung 6 : Randbedingungen des Modells
Berechnung
Versuch
Schweißpunktklebung mit Schweißabstand von 80 mm Abbildung 7 : Vergleich Versuch -Berechnung