Elemente - FEM-Formelsammlung Statik und Dynamik - page 131

5Elemente
Die meisten FE-Programme stellen weit mehr als 100 verschiedene Finite Elemente zur
Verfugung. Als Anwender hat man folglich die Qual der Wahl.
5.1 Klassifizierung
Um besser herausfinden zu konnen, welche Elemente fur das eigene Problem am besten
geeignet sind, sollte man sich zunachst uber folgende Punkte Gedanken machen:
• Dimension des Berechnungsmodells :
- 1D (sehr selten)
- 2D (ebener Dehnungs- oder Spannungszustand oder axialsymmetrisch)
- 3D (am aufwendigsten und genauesten)
Nicht zu verwechseln mit der Elementdimension :Sowerden(gekrummte) Schalen-
elemente als 2D-Elemente bezeichnet, selbst wenn man sie fur 3D-Analysen einsetzt.
• Strukturelemente oder Volumenelemente :
- Strukturelemente: Stab-, Balken-, Platten-, Membran- und Schalenelemente.
- Allgemeine Volumenelemente: Hexaeder-, Tetraeder- und Keilelemente (be-
kannt auch als Pentaederelemente). Selten verwendet bzw. bei Fluid-Struktur-
Interaktion (FSI): Pyramidenelemente (viereckiger Grundflache) und Prismen.
- Spezielle Volumenelemente, z.B. fur den ebenen Dehnungszustand.
• Ansatzfunktionen :
- Lineare Elemente: empfohlen bei Kontaktproblemen und explizit dynamischen
Fragestellungen (vor allem bei diagonaler Massenmatrix); vergleichsweise un-
empfindlich gegenuber verzerrten Netzen.
- Quadratische Elemente: bei Spannungsanalysen und linearer Dynamik
- Hohere Polynom- und sonstige Ansatze, z.B. fur zylindrische Elemente