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FEM

Beschreibung

Legt eine Randbedingung Verbinder fest, die zwei ausgewählte Flächen in einer Weise verbindet, dass sie (anders als ein Kontakt funktioniert) während der Analyse nicht getrennt werden können und nicht aufeinander gleiten können. So bleiben die Flächen dauerhaft untrennbar verbunden.

eingeführt in 1.0: Kann auch zum Festlegen von zyklischer Symmetrie verwendet werden.

Anwendung

1. Es gibt mehrere Möglichkeiten den Befehl aufzurufen:
   • Die Schaltfläche Randbedingung Verbinder drücken.
   • Den Menüeintrag Modell → Mechanische Randbedingungen und Belastungen → Randbedingung Verbinder auswählen.
2. Die Schaltfläche Hinzufügen im Aufgaben-Bereich drücken und dann die Fläche anklicken, die der Randbedingung Verbinder zugeordnet werden soll. Nacheinander genau zwei Flächen auswählen. Die zuerst ausgewählte Fläche ist die untergeordnete Fläche, während die zweite die Hauptfläche ist.
3. Wahlweise die Toleranz festlegen - Die Randbedingung Verbinder wird nur auf Knoten der untergeordneten Fläche angewendet, die zur Hauptfläche einen Abstand haben, der nicht größer ist, als der hier angegebene.
4. eingeführt in 1.0: Wahlweise die Checkbox Enable Adjust aktivieren, um den Knoten der untergeordneten Fläche zu erlauben, automatisch bewegt und auf die Hauptfläche gelegt zu werden, wenn sie von der Randbedingung betroffen sind (d.h. dass sie dem Toleranzkriterium entsprechen).

Zwei Hälften eines Trägers, die mit einem Zugband verbunden sind, wobei der Spalt durch eine nicht vorgegebene Toleranz ausgeglichen wird.

Das gleiche Beispiel von oben mit Anpassung aktiviert - Knoten werden bewegt um die Lücke zu schließen.

Zyklische Symmetrie

eingeführt in 1.0: Die Randbedingung Verbinder kann auch zum festlegen zyklischer Symmetrie verwendet werden Dies ermöglicht Modelle, die periodische Drehsymmetrie aufweisen (eine sich wiederholende Abfolge kreisförmig um eine Symmetrieachse herum angeordnet), mit nur einem repräsentativen Sektor zu analysieren. Dies kann teilweise nützlich sein für Rotoren, Wellen, Turbinen, Propeller, Schwungräder und ähnliche Bauteile, oft auch in Kombination mit zentrifugaler Last (Auch die Belastung muss diese Form von Symmetrie aufweisen). Zyklische Symmetrie kann durch Auswahl der zwei Flächen des Abschnitts für die Randbedingung Verbinder und die Angabe folgender Eigenschaften erfolgen:

• Daten-EigenschaftCyclic Symmetry: Auf true gesetzt aktiviert sie die zyklische Symmetrie.
• Daten-EigenschaftSectors: Gesamtanzahl der Sektoren; ist gleich 360° geteilt durch den Winkel des repräsentativen Sektors (z.B. 8 für einen 45°-Sector oder 6 für einen 60°-Sektor)
• Daten-EigenschaftConnected Sectors: Anzahl der Sektoren, die in den Ergebnissen dargestellt werden. Zum Darstellen des ganzen 360°-Bauteils wird hier dieselbe Anzahl wie in der Daten-EigenschaftSectors eingegeben.
• Daten-EigenschaftSymmetry Axis - Achse der zyklischen Symmetrie - Standrdmäßig die globale Z-Achse. Kann durch Anwenden einer Positionierung (Placement transformation) auf den Z-Versor (Vektor?) bewegt werden. (Ähnlich zu dem, was mit Part-Linien gemacht werden kann - Um zu verstehen, wie die Symmetrieachse bewegt wird, kann es tatsächlich hilfreich sein, die Positionierung der Part-Linie zu ändern, was normalerweise für die zentrifugale Last auch erforderlich ist). Eine wichtige Einschränkung dieser Funktion in FEM ist, dass Randbedingungen nicht auf die Knoten der abhängigen Oberflächen zyklischer Symmetrie angewendet werden können (abhängige Oberflächen in der Definition der Randbedingung Verbinder) da dies eine Überbestimmung ergäbe. Daher kann es in einigen Fällen nötig sein, die Knoten aus der Definition der Randbedingung zu entfernen, die sich auf der Kante zwischen der Oberfläche mit der Randbedingung und der von der zyklischen Symmetrie abhängigen Oberfläche befinden. Leider verarbeitet FreeCAD keine Knotenmengen (node sets) und einzelne Knoten können nicht abgewählt werden; daher müssen Übergangslösungen verwendet werden, wie das Hinzufügen einer begrenzenden Teilfläche als Übergang zwischen der abhängigen Oberfläche und der Oberfläche mit der Randbedingung.

Hinweise

• Wie die Kontakt, diese Zwangsbedingung erfordert zumindest einen kleinen Abstand zwischen den Teilen. Andernfalls ist das Netz durchgängig, und es besteht keine Notwendigkeit für eine Bindungsbeschränkung.
• Diese Funktion verwendet die TIE-Karte in CalculiX.
• eingeführt in 1.0: Zyklische Symmetrie verwendet auch die CYCLIC-SYMMETRY-MODEL-Karte in CalculiX.

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