Tipps und Tricks - FEM-Formelsammlung Statik und Dynamik - page 237

8.1.4 Submodelltechnik
Die Submodelltechnik ist auch auf nichtlineare Systeme anwendbar:
1. Schritt: Globale Analyse des FE-Gesamtmodells mit vergleichsweise grobem Netz.
2. Schritt: Verbesserung der Losung fur feiner vernetzte Detailbereiche , die durch aus
dem globalen Modell gewonnene Randbedingungen angetrieben werden.
Abbildung 8.3: Submodell-Analyse fur den Lastfall Grashupfer
Die meisten FE-Programme erlauben eine sehr flexible Anwendung der Submodelltechnik:
• Raumliche Interpolation :DieRander des Submodells konnen auch innerhalb von
Elementen des globalen Modells liegen.
• Zeitliche Interpolation : Bei unterschiedlicher Last- bzw. Zeitschrittsteuerung.
• Verschiedene Elementtypen : Beispielsweise lasst sich ein Volumenmodell durch ein
Schalenmodell antreiben, wobei die Rotationsfreiheitsgrade in aquivalente Verschie-
bungsfreiheitsgrade umgerechnet werden.
• Unterschiedliche Analysearten : So kann auf globaler Ebene eine dynamische Ana-
lyse erforderlich sein, wahrend fur das Submodell eine statische Analyse ausreicht.
Es lassen sich Verschiebungs- und/oder Kraftrandbedingungen (oder Spannungsrandbe-
dingungen) zum Antreiben des Submodells einsetzen:
• Ist das globale Modell vor allem verschiebungsgesteuert, dann sollten auch beim
Submodell Verschiebungsrandbedingungen benutzt werden.
• Empfehlungen, wenn Kraftrandbedingungen beim globalen Modell dominieren:
- Wenn sich beim Submodell durch (kleinere) Geometrieanderungen (Bohrun-
gen, Schweißnahte) die Steifigkeit andert, liefern Kraftrandbedingungen die
genauere Losung. Zur Vermeidung von Starrkorperverschiebungen mussen ggf.
Tragheitsrandbedingungen eingesetzt werden (numerisch anspruchsvoller).
- Bei gleicher Geometrie sind Verschiebungsrandbedingungen hinreichend.