Knotenunabhängige Vernetzung

Treffen sich Flächenpositionen mit unterschiedlichen Netzparametern (Elementkantenlänge, Generierungswinkel oder -ursprung), werden bei der Generierung unter Beibehaltung eines regelmäßigen Netzes im Innenbereich Übergangselemente im Kontaktbereich erforderlich, die sehr verzerrt ausfallen können. Diese u.U. unförmigen Elemente führen oft zu betragsmäßig erhöhten Schnittgrößen, was sich vor allem an Singularitätsstellen deutlich bemerkbar macht.

Diese Problematik wird mit der standardmäßigen Verwendung der knotenunabhängigen Vernetzung abgeschwächt. Hiermit erfolgt die Vernetzung einer Fläche im Kontaktbereich ohne Einfluss der Netzparameter benachbarter Flächen. Dadurch kann vollkommen auf Übergangselemente verzichtet werden. Die Elemente werden an der Kontaktlinie der Flächen miteinander gekoppelt, ohne dass hierzu gemeinsame Knoten generiert werden müssen.

Im Rechenkern von MicroFe ist ein allgemeines Variationsprinzip bei der Finite-Element-Formulierung implementiert worden, das bei der Verbindung von Bauteilpositionen, welche aus Elementen mit unterschiedlichen Ansatzfunktionen bestehen und nichtkonforme Netze an den gemeinsamen Flächengrenzen aufweisen, verwendet wird. So ist es möglich, im FE-Modell Flächen ohne Anpassung von Knoten an Flächengrenzen miteinander zu koppeln.

Die knotenunabhängige Vernetzung kann im Register FE-Modell aktiviert bzw. deaktiviert werden. Standardmäßig ist diese aktiviert. Nach einer Änderung dieser Option wird das FE-Modell automatisch neu berechnet, wenn das nächste Mal ein Ergebnis angefordert wird.

Nachfolgend sind einige FE-Modelle dargestellt, an denen die unterschiedlichen Vernetzungsstrategien an den Flächengrenzen deutlich erkennbar sind. Beide Varianten liefern jeweils identische Verformungen. Deutliche Unterschiede in den Schnittgrößen treten nur an Singularitätsstellen auf.

 

Knotenabhängige Vernetzung

 Knotenunabhängige Vernetzung