Zugbeanspruchungen - Finite Elemente Modelle der Statik und Festigkeitslehre - page 166

Der Unterschied zwischen dem Tetraedernetz „4 Knoten“ und „10 Knoten“ wird
neben dem Unterschied beim Maximalwert auch in der Spannungsverteilung an der
Symmetriefläche in positiver x-Richtung sichtbar. Das recht grobe und unsymme-
trisch verteilte Netz liefert gänzlich unterschiedliche Spannungsbilder, d. h. eine
ungünstige Vernetzung kann die Ergebnisse einer FE-Rechnung maßgeblich verfäl-
schen.
Bauteile, wie sie der prismatische Zugstab bei seiner großen Länge im Verhältnis
zu den geometrischen Abweichungen darstellt, verstärken diesen Effekt. Diese ne-
gativen Erscheinungen lassen sich mit Rechtecknetzen zurückdrängen.
Der Übergang zur Vernetzung mit Rechteck-Volumenelementen erfordert aller-
dings eine gänzlich andere Vorgehensweise und auch größeren Aufwand bei der
Modellbildung. Der maßgebliche Nachteil beim vorliegenden Modell ist, dass eini-
ge Flächen des Volumens mehr als 4 Seitenlinien aufweisen und damit eine Vernet-
zung mit Rechteck-Volumenelementen prinzipiell nicht möglich ist.
Als Lösung bietet sich an, durch Integrieren von zusätzlichen Flächen ein System
von Teilvolumen zu schaffen, deren Teilflächen nur maximal 4 Seitenlinien aufwei-
sen.
Nach dieser Vorgabe wird für den Rundstab mit Bohrung nach Abb. 3.26. ein
Modell mit Rechteck-Volumenelementen generiert (Abb. 3.28.; Tafel 3/12).

y

V1

z

x

V2

K19

K20

K16

V3

A2

K16

K15

K15

V3

A1

K21
K22

V1

V4

K2 4 V5

V2

V6

K23

Abb. 3.28. Modellbildung Rundstab mit Bohrung mit Rechteck-Volumenelementen; Modifizierung
des CAD-Modells