Pro/MECHANICA Structure

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1 Alfried Jusner Pro/MECHANICA Structure Version Wildfire Arbeiten mit Pro/MECHANICA STRUCTURE in Pro/ENGINEER Arbeitsbehelf HTL1 Klagenfurt Lastenstrasse Arbeitsgruppe 3D Konstruieren ARGE 3D-CAD

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3 Pro/MECHANICA Structure Version Wildfire Arbeiten mit Pro/MECHANICA STRUCTURE in Pro/ENGINEER Arbeitsbehelf von Alfried Jusner 1. Auflage Jänner 2004 HTL1 Klagenfurt Lastenstrasse, Lastenstrasse 1 Arbeitsgruppe 3D Konstruieren, Kärnten ARGE 3D-CAD, Ettenreichgasse 54, HTL - Wien X Pro/ENGINEER und Pro/MECHANICA sind eingetragene Warenzeichen der Parametric Technology Corporation (PTC)

4 Fachbuch für die II. V. Jahrgänge der Gegenstände Konstruktionsübungen, Laboratorium sowie Werkstättenlabor der Höheren technischen Lehranstalten für Maschinenbau / Maschineningenieurwesen (alle Schwerpunkte) für Mechatronik für Elektrotechnik für Werkstoffingenieurwesen Höheren land- und forstwirtschaftlichen Bundeslehranstalten für Landtechnik. Fast alle verwendeten Software- und Hardware-Bezeichnungen in diesem Werk sind gleichzeitig auch eingetragene Warenzeichen und sollten als solche betrachtet werden. Kein Teil des Werkes darf in irgendeiner Form ohne schriftliche Genehmigung der Herausgeber reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden. Die Informationen in diesem Werk wurden mit größter Sorgfalt zusammengestellt. Trotzdem sind Fehler nicht vollständig auszuschließen. Die Herausgeber und der Autor können für fehlerhafte Angaben und deren Folgen weder eine juristische Verantwortung noch irgendeine Haftung übernehmen. Umschlag von A.J. Klagenfurt 2004 Alle Rechte vorbehalten. Jede Art der Vervielfältigung auch auszugsweise gesetzlich verboten. Druck: Kopienzentrum Klagenfurt

5 Pro/M Structure Inhalt Seite: 0.1 Inhaltsverzeichnis Pro/MECHANICA Version Wildfire Arbeiten mit STRUCTURE in Pro/ENGINEER Arbeitsbehelf Dieser Arbeitsbehelf ist eine knapp gefasste Einführung in das Arbeiten mit dem Strukturanalysepaket Pro/MECHANICA Structure in Kombination mit Pro/ENGINEER im sogenannten integrierten Modus und kann und soll bei komplexeren Berechnungsaufgaben die ausführliche Online-Dokumentation oder die vorhandene schriftliche Dokumentation nicht ersetzen. Darüberhinaus enthält er auch einige Hinweise zum Arbeiten mit Pro/MECHANICA Thermal, dem Modul zur thermischen Analyse. Seite 1. Einführung Die Pro/MECHANICA Module Arbeitsablauf in Pro/MECHANICA Bauteil erzeugen, Pro/MECHANICA starten Arbeitsverzeichnis anlegen und Pro/ENGINEER starten Bauteil in Pro/ENGINEER erzeugen Pro/MECHANICA STRUCTURE starten Modell definieren Modelltyp definieren bzw. kontrollieren Simulations-Konstruktionselemente definieren Bereiche definieren Randbedingungen definieren Lasten definieren Randbedingungen und Lasten in Pro/MECHANICA THERMAL definieren Materialien definieren Kontaktbereiche definieren (falls nötig) Messgrößen definieren Modell analysieren Analyse definieren Analyse berechnen Rechenlauf durchführen Ergebnisse überprüfen Ergebnisfenster definieren Ergebnisfenster anzeigen Modelländerungen festlegen Modell optimieren Änderungen am Modell durchführen Designparameter definieren Designparameter überprüfen und verändern Designstudie durchführen und fertigstellen Standard-Designstudie definieren und durchführen Sensitivitätsstudie definieren und durchführen Optimierungsstudie definieren und durchführen Idealisierung Schalen Balken Massen Weitere Elementtypen ( Federn, Punktnaht, Verbindung, Starre Verbindung ) AutoGEM Einstellungen für Automatische Vernetzung Übungsbeispiele 7.1

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7 Pro/M Structure Einführung Seite: EINFÜHRUNG 1.1. Die Pro/MECHANICA Module Pro/MECHANICA ist ein vielfältiges Werkzeug für die rechnerunterstützte Konstruktion, mit dem man eine Konstruktion nach strukturmechanischen, thermischen und dynamischen Gesichtspunkten analysieren und optimieren kann. Die Pro/MECHANICA Produktfamilie besteht aus den drei Hauptmodulen: Pro/MECHANICA Structure: ein Strukturanalysepaket mit den Analysearten: statische Analyse, Modalanalyse, Beulanalyse, Kontaktanalyse, Vorspannungsanalyse und Schwingungsanalyse ( dynamische Zeitanalyse, dynamische Frequenzanalyse, dynamische Zufallsanalyse, dynamische Impulsanalyse ), Ermüdungsanalyse. Pro/MECHANICA Thermal: ein Modul zur thermischen Analyse, für stationäre Temperaturzustände und Wärmeübergänge sowie transiente Wärmeanalysen. Pro/MECHANICA Motion: ein Modulpaket für die Bewegungsanalyse und zur Modellierung von Mechanismen; ermöglicht Statikanalysen, kinetostatische Analysen, dynamische und invers-dynamische Analysen und Kollisionsprüfung in 3D. Mit der Einbindung von Mechanism Design Dynamics Option (MDO) in Pro/ENGINEER beinhaltet Mechanism Design jetzt viele KEs von Pro/MECHANICA MOTION. Man erzeugt Verbindungen zwischen Teilen, um eine Baugruppe mit den gewünschten Freiheitsgraden zu erstellen, und anschließend definiert man Motoren, um den gewünschten Bewegungstyp zu generieren. Mit MDO kann man die durch Anwendung von Kräften verursachte Bewegung eines Mechanismus untersuchen. Wenn man Mechanismen in Pro/ENGINEER erzeugt, kann man sie zur weiteren Analyse in Pro/MECHANICA MOTION importieren. Dieser Arbeitsbehelf ist eine knapp gefasste Einführung in das Arbeiten mit dem Strukturanalysepaket Pro/MECHANICA Structure im sogenannten integrierten Modus und enthält auch Hinweise zum Arbeiten mit Pro/MECHANICA Thermal. Mit Pro/MECHANICA kann man in zwei Betriebsarten arbeiten: im integrierten Modus oder im unabhängigen Modus. Im unabhängigen Modus wird eine separate, mit dem vollen Funktionsumfang ausgestattete Pro/MECHANICA Benutzeroberfläche für die Bauteilmodellierung, Analyse und die Durchführung von Designstudien eingesetzt. Für den unabhängigen Modus benötigt man aber eine eigene Lizenz. Im integrierten Modus startet man Pro/MECHANICA von Pro/ENGINEER aus und kann jederzeit zwischen den Paketen wechseln Arbeitsablauf in Pro/MECHANICA Der Arbeitsablauf beim Analysieren und Optimieren mit Pro/MECHANICA gliedert sich in: a) Modell aufbauen ( definieren ) b) Modell analysieren c) Modelländerungen festlegen ( für Optimierung oder Variantenuntersuchung ) d) Modell optimieren

8 Seite: 1.2 Einführung Im folgenden werden die wesentliche Einzelschritte dieser vier Schritte etwas ausführlicher beschrieben. Danach wird auch der Arbeitsablauf einer Structure - Analyse anhand dieser vier Hauptschritte im Detail beschrieben. zu a) Modell aufbauen: ( Modell definieren ) Bauteil planen und konstruieren: Erfolgt im integrierten Modus in Pro/ENGINEER; schon beim Modellieren soll man dabei an die Strukturanalyse denken: geeignet modellieren, damit für die Analyse nicht benötigte Konstruktionselemente unterdrückt werden können; Bezugspunkte und Bereiche ( für Lasteinleitung und Lagerung ) definieren. Einheitensystem definieren Koodinatensystem definieren ( falls zusätzlich zum globalen KS (GKS bzw. WCS) notwendig ). Strukturidealisierung definieren: standardmäßig werden Bauteile als Volumenmodelle modelliert, man kann aber auch festlegen, dass das Modell ( oder Teile des Modells ) ein Schalen- oder Balkenmodell sein soll. Objekte definieren: Material und Randbedingungen festlegen, Lasten aufbringen, Kontaktbereiche definieren ( falls sich Modellteilbereiche während der Analyse berühren ), Meßgrößen definieren ( Meßgrößen sind gewünschte Ergebnisdaten, die das Programm berechnen soll; allgemeine Meßgrößen wie max. Spannungen, Verformung, Wärmefluss, Temperatur werden standardmäßig berechnet, eigene Meßgrößen - wie Spannungen für bestimmte Punkte - können definiert werden ). zu b) Modell analysieren: Analyse definieren: Art der Analyse angegeben ( je nach Modul, siehe 1.1. ) und Bedingungen für die Analyse festlegen. Analyse berechnen: Einstellungen für Rechenlauf festlegen bzw. kontrollieren ( Solver wählen, Speicher reservieren, etc. ), Berechnung starten und Rechenlauf verfolgen ( mit Status-Datei und Protokoll-Datei ). Analyseergebnisse überprüfen: gewünschte Inhalte für die einzelnen Ergebnisfenster definieren und Ergebnisfenster anzeigen. mögliche Anzeigeformate: MODELL: Ergebnisse werden am Modell dargestellt; (Vergleichsspannung, Verformung, etc.) GRAPH: Ergebnisse werden in x-y-diagrammen dargestellt (Konvergenz der Spannungen während der Iterationen, Spannungen entlang einer Kante, etc.) FARBFLÄCHEN-, ISOLINIEN- und VEKTOR-Darstellung der Ergebnisse sind möglich sowie ANIMATION (von unbelastet bis max.belastung).

9 Pro/M Structure Einführung Seite: 1.3 zu c) Modelländerungen festlegen: ( für Optimierung oder Variantenuntersuchung ) Festlegen, welche Bestandteile des Modells während einer Variantenuntersuchung oder einer Optimierung geändert werden sollen: Designparameter: sind für Formänderungen des Modells zuständig; man kann damit auch Querschnittsbemaßungen skizzierter Balkenelemente und Materialeigenschaften ändern. 1. Schritt: Designparameter definieren und die Grenzwerte für Änderungen angeben. 2. Schritt: Formänderungen überprüfen und ggf. bearbeiten; kontrollieren, ob Formänderungen in die gewünschte Richtung führen oder überhaupt möglich sind. zu d) Modell optimieren: Optimierung erfolgt in mehreren Schritten: Standard Designstudie: um zu erfahren, wie sich das Modell bei einer einzelnen Analyse oder mehreren Analysen bei unterschiedlichen Parametereinstellungen verhält ( Variantenuntersuchung ). Sensitivitätsstudien: um zu erfahren, welche Designparameter und Designvariablen eine besondere Bedeutung für das Konstruktionsziel haben und welche sich nicht signifikant auf die Konstruktion auswirken; damit kann man auch geeignete Startwerte und Grenzwerte für die Designparameter in Optimierungsstudien ermitteln, d.h. den Wertebereich aller in Frage kommenden Parameter und damit den Konstruktionsbereich einengen. Optimierungsstudien: weisen das Programm an, einen oder mehrere Parameter so anzupassen, dass ein gewünschtes Kontruktionsziel innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte erreicht wird oder die Machbarkeit einer Konstruktion geprüft wird. Aus den Ergebnissen kann man die Form des optimierten Modells erkennen und entscheiden, ob sie der Konstruktionsabsicht entspricht. Die optimierte Konstruktion kann ( im integrierten Modus ) in Pro/ENGINEER übernommen werden, wenn man den Pro/ENGINEER Bauteil aktualisiert.

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11 Pro/M Structure Bauteil erzeugen, Pro/M starten Seite: Bauteil erzeugen, Pro/MECHANICA starten In den Abschnitten 2 bis 5 soll der ABLAUF einer Pro/MECHANICA Structure Analyse im integrierten Modus beschrieben werden. Dabei wird der Bauteil in Pro/ENGINEER erzeugt und in Pro/MECHANICA analysiert, es werden Modelländerungen festgelegt und beschrieben, wie das Modell optimiert werden kann Arbeitsverzeichnis anlegen und Pro/ENGINEER starten Bevor man den Bauteil für die Analyse zu modellieren beginnt, sollte man für den Bauteil und alle Analysedaten ein eigenes Arbeitsverzeichnis anlegen, da während der Analyse sehr viele Daten anfallen! A) Mit Explorer ein Arbeitsverzeichnis für den Bauteil und die Analysedaten anlegen: z.b. C:\proe_projekte\ProM_Structure\Platte1 B) Pro/ENGINEER starten und in das Arbeitsverzeichnis wechseln: PDM: Datei > Arbeitsverzeichnis festlegen Bauteil in Pro/ENGINEER erzeugen In Pro/ENGINEER erzeugt man nun den Bauteil ( oder die Bauteile und die Baugruppe ) auf die übliche Art und Weise. Dabei soll man beim Modellieren schon an die Strukturanalyse denken: Einheitensystem kontrollieren ( PDM: Editieren > Einstellung... > Einheiten ), üblicherweise mmns mit C, tonne und rad; dabei ist g = mm/s². Schaltfläche "Info..." zur Kontrolle der abgeleiteten Einheiten anklicken. Wie soll das Modell orientiert sein, welche Symmetrien sind notwendig? Dazu mit dem Symbol den Folienbaum im Navigator einschalten, dort die Folie A_KOORDINATEN einblenden und STD-KOORD anzeigen lassen. Einfache Konstruktionselemente (KE) verwenden. KE, die bei der Analyse weggelassen werden ( Außenradien, etc. ) als eigene KE modellieren! Große, tragende KE zuerst konstruieren, darauf weitere KE, damit beim Unterdrücken keine Probleme auftreten ( Eltern-Kind- Beziehungen!). Modellbereiche, die später eventuell unterschiedliche Dicken aufweisen sollen (z.b. für Gewichtsoptimierung) als eigene KE erzeugen, auch wenn sie am Beginn gleich dick sind. Muster binden KE aneinander! Die Positionen der KE können bei Optimierung nicht beliebig verschoben werden ( manchmal sind eigene KE z.b. für mehrere Bohrungen besser...). Wichtige Bemaßungen (für Designparameter) mit eigenen selbsterklärenden Namen versehen ( Im Register Bemaßungstext des Dialogfensters "Bemaßungseigenschaften"; den Namen kann man sich mit PDM: Info > Bemaßungen wechseln anzeigen lassen ). VOR Pro/MECHANICA Structure Analyse NICHT benötigte KE unterdrücken!

12 Seite: 2.2 Bauteil erzeugen, Pro/M starten Beispiel für KE-Aufteilung: KE 2 KE 1 und KE 2 können KE 1 nach der Optimierung unterschiedliche Dicken aufweisen! KE 3 KE 4 Nach der Modellierung des Bauteils Modell speichern!! 2.3. Pro/MECHANICA STRUCTURE starten Will man im integrierten Modus arbeiten, startet man Pro/MECHANICA direkt von Pro/ENGINEER aus mit PDM: Applikationen > Mechanica. Als erstes wird ein Einheiten- Dialogfenster angezeigt ( kontrollieren und "Weiter"! ), dann wird im Menü - Manager das MECHANICA - Hauptmenü aufgebaut: Mechanica-Hauptmenü in einem Bauteil Mechanica-Hauptmenü in einer Baugruppe Dialogfenster "Einheiten-Info" Motion auf Menüs von Modul MOTION zugreifen ( nur in Baugruppe ). Structure auf Menüs von Modul STRUCTURE zugreifen. Thermal auf Menüs von Modul THERMAL zugreifen. Spritzguss Werkzeugfüll-Modellierungsumgebung betreten. Neu Sim Mdl alle MECHANICA Modellierungsobjekte ( Materialien, Randbedingungen, Lasten, etc. ) für das aktuelle Modell löschen und neues Modell öffnen. Unabh Mec Unabhängige Pro/MECHANICA-Benutzeroberfläche aufrufen, d.h. in den verbunden Modus wird erst dann gewechselt, wenn man Modell in der Pro/MECHANICA-Benutzeroberfläche speichert. Proz Berater Pro/MECHANICA Prozess-Berater aufrufen ( Hinweise und Tipps lesen! ).

13 Pro/M Structure Bauteil erzeugen, Pro/M starten Seite: 2.3 Klickt man auf Structure, wird das Structure - Hauptmenü MEC STRUCT geöffnet: Modell definieren: Modelltyp, Simulations-KEs (Bezugspunkte, Bezugskurven, Bezugsebenen, Bezugsachsen, Koordinatensysteme, Flächen- und Volumenbereiche), Randbedingungen, Lasten, Materialien, Kontaktbereiche, Messgrößen, Design- Parameter, Idealisierungen, Vernetzungseinstellungen usw. Analysen/Studien definieren: statische Analyse, Modalanalyse, Wärmeanalyse, etc. Ergebnisse Ergebnisfenster definieren und anzeigen lassen. Fertig/Zurück zum MECHANICA - Hauptmenü zurückkehren. Eine Pro/MECHANICA Structure Analyse erfordert das Abarbeiten dieser Menüpunkte in dieser Reihenfolge. Darüberhinaus können Randbedingungen, Lasten und Idealisierungen (Balken, Schalen, etc.) auch über die Symbole rechts neben dem Graphikfenster definiert werden (siehe Kap. 3. u. 5.). Hinweis: Mechanica - Symbole ( für Koordinatensysteme, Randbedingungen, Lasten, etc. ) können jederzeit in den Registern des Dialogfensters "Simulationsdarstellung", das mit PDM: Ansicht > Simulationsdarstellung... oder aufgerufen werden kann, EIN- und AUS-geblendet werden!

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15 Pro/M - Structure Modell definieren Seite: Modell definieren Klickt man im Structure Hauptmenü MEC STRUCT im Menü-Manager ( im folgenden mit MM: abgekürzt ) auf die Option Modell, wird das Menü STRC MODELL geöffnet, in dem alle Arbeitsschritte zur Modelldefinition ausgeführt werden. Alle Mechanica Objekte werden in Mechanica im Modellbaum angeführt und können dort auch direkt mit einem Kontextmenü bearbeitet werden ( wie in Pro/ENGINEER ) Modelltyp definieren bzw. kontrollieren Mit MM: MECHANICA > Structure > Modell > Modelltyp wählt man je nach Art der Analyse den 3D-Modelltyp ( Vorgabe ) oder einen von mehreren 2D- Modelltypen. Falls ein 2D-Modelltyp in Frage kommt, kann man durch kürzere Rechenläufe viel Zeit sparen. 3D: wenn Bestandteile des Modells ( einschließlich Idealisierungen, Lasten, Designparameter oder Verschiebungen ) außerhalb der XY-Ebene liegen sollen. 6 Freiheitsgrade (DOF): Translation in X,Y,Z; Rotation um X,Y,Z. Ebener Spannungszustand:wenn Modell eine dünne Scheibe ist, die in der Ebene belastet wird. Geometrie, Lasten Verschiebungen etc. liegen in XY-Ebene. 2 Freiheitsgrade (DOF): Translation in X, Y. Ebener Dehnungszustand: wenn Dehnung in eine Richtung vernachlässigt werden kann ( z.b. Körper mit kleinem Querschnitt wird auf seiner ganzen Länge belastet keine Dehnung in Längsrichtung ). Der Querschnitt, die Lasten und Verschiebungen liegen in XY-Ebene, das Modell hat Einheitsdicke. 3 Freiheitsgrade (DOF): Translation in X, Y; Rotation um Z. 2D-Achsensymmetrie: für rotationssymmetrische Geometrie, Belastung und Verformung; gesamtes Modell muss sich in XY-Ebene mit X 0 befinden, Y- Achse ist Rotationsachse. 3 Freiheitsgrade (DOF): Translation in X, Y; Rotation um Z. Wählt man einen 2D-Modelltyp, muss man die "Geometrie wählen", auf der eine 2D-Analyse durchgeführt werden soll, und ein kartesisches Bezugs "Koordinatensystem wählen". Als Geometrie kann man für alle 2D-Modelltypen eine oder mehrere koplanare Flächen oder Elementflächen wählen, die vollständig in der vom Bezugskoordinatensystem definierten XY- Ebene liegen. Für Ebener Dehnungszustand und 2D-Achsensymmetrie kann man auch eine oder mehrere koplanare Kanten oder Kurven wählen. Pro/MECHANICA kann keine 2D-Analysen für Mittelfächenmodelle, Skizzen und Schnitte ausführen. Eventuell muss man mit MM: MECHANICA > Structure > Modell > KEs > KoordSystem > Erzeugen oder dem Symbol im rechten Werkzeugkasten auch ein Koordinatensystem erzeugen, damit die gewählte Geometrie in der XY-Ebene liegt.

16 Seite: 3.2 Modell definieren 3.2. Simulations-Konstruktionselemente definieren Simulations-Konstruktionselemente sind Modellierelemente ( Bezugspunkte, Bezugskurven, Koordinatensysteme, Flächen- und Volumenbereiche ), die nur in Pro/MECHANICA existieren. In Pro/ENGINEER sind diese Konstruktionselemente nicht sichtbar. Solche Elemente können beim Definieren von Lasten oder Randbedingungen notwendig oder hilfreich sein. Bezugspunkte braucht man z.b. für Stellen, an denen Federn und Massen angebracht werden sollen; für punktbezogene MESS- GRÖSSEN, etc. Erfordern Pro/MECHANICA Objekte Simulations Konstruktionselemente, können diese ausgewählt oder direkt im Befehl erzeugt werden. Simulations-Konstruktionselemente können mit MM: MECHANICA > Structure > Modell > KEs mit den Optionen von PDM: Einfügen > Modellbezug >... mit den Symbolen im rechten Werkzeugkasten erzeugt werden. Simulations-Koordinatensysteme definieren: ( falls nötig ) MM: MECHANICA > Structure > Modell > KEs > KoordSystem öffnet ein Menü zum Erzeugen, Ändern, Umdefinieren und Löschen von Simulations-Koordinatensystemen. Beim Erzeugen legt man auch den Typ ( kartesisch, zylindrisch oder sphärisch ) fest. Mit Name kann man ein Simulations-Koordinatensystem umbenennen. MM: MECHANICA > Structure > Modell > Aktuelles KSys öffnet ein Menü mit: GKS Globales Koordinatensystem (WCS) des Modells zum aktuellen Koord.Sys. machen. Auswahl vorhandenes Koord.System wählen und zum aktuellen Koord.Sys. machen. Erzeugen Koord.System erzeugen und zum aktuellen Koord.Sys. machen Bereiche definieren Randbedingungen, Lasten und Kontaktbereiche erstrecken sich oft NICHT auf eine gesamte Fläche sondern nur auf einen Teilbereich dieser Fläche. Um aber realistischere Bedingungen zu erhalten, sollen aber Randbedingungen und Lasten NICHT an einem Punkt definiert werden, sondern sich über eine begrenzte Fläche ( = Bereich ) erstrecken. Damit diese Randbedingungen und Lasten auf diese Flächenbereiche ( = Teilbereiche von Flächen ) aufgebracht werden können, müssen diese in Pro/MECHANICA auf der gewünschten Fläche definiert werden: MM: MECHANICA > Structure > Modell > KEs > Flä Bereich > Erzeugen öffnet das Menü TRENNFLÄ OP: Skizze Berandung für den Flächenbereich auf der gewünschten Fläche skizzieren. Auswahl vorhandene Berandungskurven für den Flächenbereich wählen. Nach der Definition des Schnitts muss man die gewünschten Flächenbereiche auf der Fläche wählen. Mit Alle zeigen oder Nach Flä zeigen kann man die erzeugten Bereiche kontrollieren. Flächenbereiche können auch geändert, umdefiniert, gelöscht oder mit Namen versehen werden. Neben Flächenbereichen gibt es auch Volumenbereiche, mit denen ein Bauteil in verschiedene Volumina mit verschiedenene Eigenschaften aufgeteilt werden kann.

17 Pro/M - Structure Modell definieren Seite: Randbedingungen definieren Randbedingungen (RB) sind in einer Strukturanalyse von AUSSEN vorgegebene Einschränkungen der Bewegung eines Teilbereiches unter Last, in einer Wärmeanalyse von AUSSEN vorgegebene Einschränkungen der Temperatur eines Teilbereiches des Modells. Ein Modell kann z.b. auch nur durch seine Randbedingungen "belastet" sein ( Vorspannung oder vorgegebene Temperatur an den Rändern ). Randbedingungssatz: Zusammenfassung mehrerer Randbedingungen, die gemeinsam auf ein Modell wirken. Jeder Randbedingungssatz erhält einen (sinnvollen) Namen und jede Randbedingung (RB) muss einem Randbedingungssatz zugeordnet werden. Will man einem Satz eine weitere RB hinzufügen, gibt man beim Erzeugen der RB einfach denselben Randbedingungssatz-Namen ein. Hinweis: Zur Definition von Randbedingungen und Lasten benötigt man oft Bezugspunkte. Bezugspunkte können in Pro/MECHANICA mit MM: MECHANICA > Structure ( oder Thermal ) > Modell > Bezugspunkte erzeugt, bearbeitet und gelöscht werden. MM: MECHANICA > Structure > Modell > Bedingungen öffnet ein Menü mit: Neu RB können auf Punkte (Bezugspunkte), Kanten/Kurven oder Flächen erzeugt werden. Das Dialogfenster "Randbedingung" wird geöffnet: der Randbedingung einen (sinnvoller) Namen geben und festlegen, zu welchem Randbedingungssatz sie gehört ( Satzmitglied ). Dazu Satz wählen oder mit "Neu" erzeugen. Nun gewünschte Objekte als Referenzen wählen. Dann die gewünschten Optionen ( Frei, Fest oder Symbole Vorgegeben ) für jeden Freiheitsgrad ( Verschiebungen zum oder Rotationen, abhängig vom Koord.Sys.) definieren: direkten Kartesisch: Translation entlang X, Y, Z Rotation um X, Y, Z Erzeugen Zylindrisch: Translation entlang R, T, Z Rotation um R, T, Z von RB Reaktionskräfte und -momente werden für Punkte und Kanten nur ausgegeben, wenn sich die Randbedingungen auf das GKS (WCS) beziehen! Editieren wählt man ein RB-Symbol, wird das Dialogfenster "Randbedingung" geöffnet, in dem alle Optionen umdefinieren werden können. Löschen gewünschtes RB-Symbol wählen und fort ist die RB! Das Löschen einer RB eines RB-Satzes hat keinen Einfluss auf die anderen RB des Satzes. Die Randbedingungen können auch mit den Optionen im Kontextmenü des Modellbaums gelöscht und umdefiniert werden. Die Option Randbedingungssätze öffnet das Dialogfenster "Randbedingungssätze". Mit "Neu" erzeugt man einen neuen Satz, mit "Löschen" entfernt man unerwünschte Sätze inkl. der enthaltenen RB. Wählt man einen vorhandenen RB-Satz und klickt auf "Bearbeiten", werden alle RB, die zu diesem Satz gehören, angezeigt. Man kann die Beschreibung des RB-Satzes ändern (sonst nichts!).

18 Seite: 3.4 Modell definieren Jede RB erhält ein Symbol, aus dem seine Optionen ersichtlich sind. Beispiele von RB-Symbolen: Versch X, Y, Z fest Versch X, Y frei, Z fest Versch X, Y, Z fest Rot X, Y, Z frei Rot X, Y, Z frei Rot X, Y, Z fest Festlager Loslager 3D-Einspannung Beachte: Um im integrierten Modus Spannungs- und Wärmeflusskonzentrationen zu vermeiden, empfiehlt es sich, einen kleinen Bereich zu definieren und die RB ( und die Lasten ) für diesen Bereich und NICHT für einen Punkt oder eine Kante anzugeben! 3.5. Lasten definieren MM: MECHANICA > Structure > Modell > Lasten öffnet das Menü LASTEN zum Erzeugen, Editieren, Löschen und Überprüfen von Lasten. Lasten können aber auch durch Wählen des gewünschten Symbols am rechten Rand des Graphikfensters definiert werden. Man kann folgende Lasten definieren: in STRUCTURE Kraftlasten, Momentlasten, Lagerlasten, Zentrifugallasten, Gravitationslasten, Drucklasten, Wärmelasten; darüberhinaus kann man in MOTION errechnete Lasten nach STRUCTURE übertragen. in THERMAL Wärmelasten. Lastsatz: eine Zusammenstellung mehrerer Lasten, die gemeinsam auf das Modell wirken. Jeder Lastsatz ( max. 99 ) erhält einen Namen und jede Last muss einem Lastsatz zugeordnet sein; durch Eingabe des gewünschten Lastsatznamens wird eine Last einem Lastsatz zugeordnet. Um im integrierten Modus Spannungs- und Wärmeflusskonzentrationen zu vermeiden, empfiehlt es sich, einen kleinen Bereich zu definieren und die Lasten ( und RB ) für diesen Bereich und NICHT für einen Punkt oder eine Kante anzugeben! Man unterscheidet: Objektlasten: Last auf bestimmte Geometrieobjekte ( z.b. Kurve, Fläche ), z.b. Kräfte und Momente. Körperlasten: werden für das gesamte Modell angegeben z.b. die Schwerkraft ( Gravitationslast ); in einem Lastsatz kann man in der Regel nur eine Körperlast verwenden. Kräfte und Momente auf Punkte, Kanten/Kurven und Flächen können komponentenweise ( FX, FY, FZ, MX, MY, MZ ) oder mit Richtung und Betrag eingegeben werden. Bei verschiedenen Lastarten kann auch die Verteilung ( Gesamtlast, Gesamtlast auf Punkt, Kraft pro Längeneinheit / Flächeneinheit ) und die Räumliche Verteilung ( Gleichmäßig, Über Objekt interpoliert, Funktion der Koordinaten, etc. ) definiert werden. Hier werden nur gleichmäßige Lasten kurz beschrieben, für andere Lasten siehe Online-Hilfe. Im Menü LASTEN findet man die Optionen: Erzeugen, Editieren und Löschen von Lasten. Lastsätze zum Erzeugen, Bearbeiten und Löschen von Lastsätzen. Ges Last prüf um die Resultierende Last (Kraft) und das Resultierende Moment bezogen auf einen frei wählbaren Bezugspunkt zu bestimmen; dazu müssen zuerst der Bezugspunkt gewählt oder erzeugt und dann die gewünschten Lasten gewählt werden.

19 Pro/M - Structure Modell definieren Seite: 3.5 Kurze Beschreibung der möglichen Lasten: Kräfte und Momente:werden mit MM:... Modell > Lasten > Neu > Punkt oder Kante/Kurve oder Fläche erzeugt. Nach Wahl der gewünschten Option wird das Dialogfenster "Kraft/Drehmoment" geöffnet: einen Lastnamen eingeben, Lastsatz wählen oder mit "Neu" erzeugen, die Verteilung sowie den Wert ( komponentenweise oder Richtung/Betrag ) definieren. Mit der Schaltfläche "Vorschau" kann die gerade definierte Last angezeigt werden (dazu muss man das Dialogfenster oft "auf die Seite" schieben). Drucklasten: Lagerlasten: ( MM:... Modell > Lasten > Neu > Druck ) definieren einen Druck senkrecht auf eine Fläche oder einen Flächenbereich. Drucklasten können NICHT an Punkten oder Kurven aufgebracht werden. Eingegeben werden der Betrag ( positiv oder negativ = Zug ) und die räumliche Verteilung ( gleichmässig, interpoliert oder als Funktion der Koordinaten ). definiert man mit MM:... Modell > Lasten > Neu > Lagerlast und sind eine Näherungssimulation der Lastverteilung in einer Bohrung durch eine Achse, Welle oder Stange. Diese Last wirkt sich in der Regel kegelförmig aus. Die Lagerlast wird durch die Wahl der Bohrung, der Richtung des Lastvektors ( Von = Startpunkt, Nach = Endpunkt ), sowie den Betrag definiert. Start- und Endpunkt können über Koordinaten eingegeben werden, besser ist es aber, mit der Schaltfläche " " die gewünschten (Bezugs-) Punkte zu wählen oder zu erzeugen. Die Lagerlast kann auch durch Wahl der Bohrung und Eingabe der Lastkomponenten ( X, Y, Z ) definiert werden. Dialogfenster "Kraft/Moment" für Flächenlast Dialogfenster "Lagerlast": Lagerlast definiert mit Richtung und Betrag Gravitationslasten: werden mit MM:... Modell > Lasten > Neu > Schwerkraft definiert und simulieren den Einfluss der Schwerkraft auf das Modell durch Eingabe einer schwerkraftbedingten Beschleunigung ( Länge/Zeit² ). Die Eingabe erfolgt immer relativ zum GKS (WCS), auf Vorzeichen achten!

20 Seite: 3.6 Zentrifugallasten: Temperaturlasten: Modell definieren werden mit MM:... Modell > Lasten > Neu > Zentrifugal definiert und simulieren eine Starrkörperdrehung des Modells. Sie werden durch die Winkelgeschwindigkeit ( in rad/s ) und/oder die Winkelbeschleunigung ( in rad/s² ) relativ zum GKS (WCS) definiert. Außerdem muss jeder Lastkomponente eine Achse durch Angabe von zwei Punkten zugeordnet werden ( ideal: vorher definierte Bezugspunkte verwenden! ). ( MM:... Modell > Lasten > Neu > Temperatur ) simulieren eine Temperatur, die am Modell aufgebracht wird. Mit Globale Temp wird eine gleichmäßige Temperaturänderung ( definiert durch Modelltemperatur und Referenztemperatur = Temperatur bei der Modell spannungsfrei ist ) aufgebracht. Mit MEC/T Temp wird über das gesamte Modell eine thermische Last angelegt, die auf einem Temperaturfeld aus einer stationären oder transienten Wärmeanalyse ( THERMAL ) basiert. Mit Aussen Temp kann ein außerhalb berechnetes oder gemessenes Temperaturfeld importiert werden. Dialogfenster "Druck" für Drucklast Dialogfenster "Gravitation" für Gravitationslast

21 Pro/M - Structure Modell definieren Seite: Thermische Randbedingungen und Lasten für Pro/MECHANICA THERMAL Der Modul THERMAL dient häufig dazu, ein Temperaturfeld ( = Temperaturverteilung im Modell ) zu errechnen, welches auch als Belastung für eine Strukturanalyse verwendet werden kann. Auch hier können RB und Lasten durch Anwählen von Symbolen definiert werden. Vorgegebene Temperatur definieren: MM: MECHANICA > Thermal > Modell > Rand Bedingn > Neu > Vorgeg Temp Mit Option Neu kann an einem Punkt, einer Kante/Kurve oder einer Fläche eine Temperatur ( nur reelle Werte eingeben ) definiert werden; auch diesem RB-Satz wird ein Namen gegeben, Bearbeiten und Löschen erfolgt wie bei Strukturrandbedingungen. Konvektionsbedingung definieren: MM: MECHANICA > Thermal > Modell > Rand Bedingn > Neu > Konvekt RB Mit Option Neu wird an einem Punkt, einer Kante/Kurve oder einer Fläche eine Konvektionsbedingung durch Eingabe des Wärmeübergangskoeffizienten ( Wärme/Zeit pro Grad pro Flächeneinheit z.b. W / mm² K ) und der Umgebungstemperatur ( z.b. in C ) definiert. Als Wärmelasten werden abhängig vom Objekt, auf dem die Last aufgebracht wird, entweder die Gesamtlast Q oder die Wärme/Zeit pro Längeneinheit (Kante/Kurve) oder die Wärme/Zeit pro Flächeneinheit (Fläche) eingegeben (MM: MECHANICA > Thermal > Modell > Wärmelasten). Wärmelasten simulieren eine interne Wärmeentwicklung oder einen Wärmefluss im Inneren des Modells. Zeitabhängige Konvektionsbedingungen und Wärmelasten spielen nur bei einer transienten Wärmeanalyse eine Rolle! Dialogfenster "Vorgegebene Temperatur" Dialogfenster "Wärmelast" Modellbaum mit Simulations-KEs (Flächenbereiche), thermischen und statischen Randbedingungssätzen und Lastsätzen: Die mit einer stationären Wärmeanalyse berechnete Temperaturverteilung (THERMAL) wird als Temperaturlast für eine statischen Analyse (STRUCTURE) zur Berechnung der Spannungen und Verformungen beim Abkühlen verwendet. ( Beispiel von R. Poganitsch)

22 Seite: 3.8 Modell definieren 3.7. Materialien definieren MM: MECHANICA > Structure (oder Thermal) > Modell > Materialien öffnet das Dialogfenster "Materialien" mit den Listen "Materialien in Bibliothek" und "Materialien im Modell" und den Schaltflächen: "Zuweisen" "Bearbeiten" "Neu" "Löschen" von Material an Bauteile, Baugruppen oder Elementflächen/Flächen. Aus der Liste Materialien in Bibliothek kann man ein Material wählen und mit ">>>" ins Modell kopieren; üblicherweise wählt man ein Material aus der Materialbibliothek. zeigt das Dialogfenster "Materialdefinition" mit seinen Eigenschaften ( für Strukturmechanik, Wärme oder Bewegung ) in der korrekten Einheit. Mit "f(x)" kann man Materialwerte als Funktion ( temperaturabhängig ) oder tabellarisch festlegen, mit "p" einen Pro/ENGINEER - Parameter wählen oder erzeugen. um ein neues Material zu definieren und dem Modell hinzuzufügen. löscht das gewählte Material vom Modell. Dialogfenster "Materialien" Mit MM: MECHANICA > Structure (oder Thermal) > Modell > Mat Orientngen können spezielle Materialorientierungen ( orthotrop, transvers-isotrop ) erzeugt und bearbeitet werden; normalerweise werden Materialien als isotrop angesehen Kontaktbereiche definieren ( falls nötig ) MM: MECHANICA > Structure (oder Thermal) > Modell > Verbindungen > Kontaktbereiche Ein Kontaktbereich ist ein Bereich einer Fläche, der eine andere Fläche des Modells bei der Analyse berührt oder der zwischen zwei Flächenbereichen unterschiedlicher Bauteile liegt. Kontaktbereiche werden NUR im Verlauf einer Kontaktanalyse auf Änderungen untersucht. Will man einen Kontaktbereich für einen Flächenbereich definieren, muss dieser Bereich vorher definiert worden sein.

23 Pro/M - Structure Modell definieren Seite: Messgrößen definieren MM: MECHANICA > Structure (oder Thermal) > Modell > Messgrößen Messgrößen sind Skalarwerte ( skalare Ergebniswerte ), die Pro/MECHANICA im Laufe einer Analyse oder Designstudie berechnet. Messgrößen sind ein hervorragendes Mittel bei der Analyse des Modellverhaltens. Messgrößen werden als Ziele einer Optimierungsstudie und als Grenzwerte für die Optimierung verwendet. Es gibt zwei Arten von Messgrößen: Vordefinierte Messgrößen gelten für das gesamte Modell ( globale Messgrößen ) und decken einen grossen Bereich der Aspekte ab, die in der Regel untersucht werden. Mechanica berechnet automatisch alle Messgrößen, die für die jeweilige Analyseart geeignet sind: In STRUCTURE z.b. diverse Spannungen ( Von-Mises- Vergleichsspannung, max. Hauptspannung., max. Spannungskomponenten im GKS, niedrigste positive Hauptspannung ), Gesamtdehnungsenergie, max. Verschiebung und Drehung im Modell und Komponenten im GKS, Massenträgheitsmomente komponentenweise im GKS, Schwerpunkt im GKS,etc. In THERMAL z.b. max.wärmeflussdichte, max.temperatur,etc. Benutzerdefinierte Messgrößen untersuchen die gleichen Werte wie die vordefinierten Messgrößen aber an einem bestimmten Punkt im Modell ( Punktmessgröße ) oder innerhalb eines benutzerdefinierten Radius um einen Punkt ( Nahe Punkt ) über einen bestimmten Zeitraum, über eine bestimmte Frequenz ( lokale Messgrößen ). Im Dialogfenster "Meßgrößendefinition" gibt man den Meßgrößennamen und eine Beschreibung ein und wählt den Größe und die Komponente der gewünschten Messgröße. Mit Raumberechnung definiert man die Methode: An Punkt eine lokale Messgröße wird am gewählten Bezugspunkt berechnet. Maximum Nahe Punkt berechnet eine lokale Messgröße innerhalb einer Kugel mit Minimum benutzerdefinierten Radius um den gewünschten Punkt Max.Absolutwert ( Punkt mit Schaltfläche "Wählen/Umdefinieren..." wählen ). Maximum Über Modell behandelt den Wert als globale Messgröße und sucht im Minimum gesamten Modell nach dem entsprechenden Wert. Max.Absolutwert Im Listenfeld im unteren Bereich des Dialogfeldes wird angeführt, für welche Analysen die gewählte Messgröße berechnet wird. Wurden schon benutzerdefinierte Messgrößen erzeugt, wird stattdessen das Dialogfenster "Messgrößen" gezeigt, in dem die definierten Messgrößen aufgelistet sind und diese umdefiniert, gelöscht oder kopiert werden können oder neue erzeugt werden können ( mit Schaltflächen ). Sowohl in STRUCTURE als auch in THERMAL kann man Messgrößen definieren, die auf Pro/ENGINEER Parametern basieren. Information über aktuell gültiges Koordinatensystem am Beginn der Messgrößendefinition

24 Seite: 3.10 Modell definieren Dialogfenster "Messgrößendefinition" Dialogfenster "Messgrößen"

25 Pro/M - Structure Modell analysieren Seite: Modell analysieren Dieser Abschnitt beschreibt, wie eine Analyse definiert wird, wie eine Analyse berechnet ( ein Rechenlauf durchgeführt ) wird und welche Möglichkeiten Pro/MECHANICA zur Überprüfung der Ergebnisse bietet Analyse definieren MM: MECHANICA > Structure ( oder Thermal ) > Analysen/Studien öffnet das Dialogfenster "Analysen und Designstudien". Gewünschten Analysetyp ( statische Analyse, Modalanalyse, Beulanalyse, dynamische Analyse, etc. ) in PDM: > Datei wählen. Wurden schon Analysen definiert, können sie mit den Optionen im Kontextmenü bearbeitet, kopiert, gelöscht, gestartet und gestoppt werden. Mit einem Doppelklick kann man die Analysedefinition bearbeiten. Im Dialogfenster "Definition der... Analyse" wird die gewünschte Analyse definiert: Name: gewünschter Name für die Analyse; ist gleichzeitig auch der Name des Ordners (Verzeichnisses), der alle Daten der Analyse enthält! Aus den Listen der Randbedingungen und der Lasten die gewünschten Sätze auswählen; eine statische Analyse darf nur einen Randbedingungssatz, kann aber mehrere Lastsätze enthalten. Im Register "Konvergenz": Methode: anhand der Konvergenz erkennt man die Genauigkeit der Ergebnisse; wenn die Analyse nicht konvergiert, muss das Modell verändert werden! Zur Verfügung stehen: Adaptive Mehrfach-Konvergenz: ( für jedes Modell verwendbar ) Beim Berechnen wird für jede Kante der Polynomgrad erhöht bis die Konvergenzkriterien erfüllt sind. Die Analyse konvergiert, wenn die Differenz zwischen dem Ergebnis des letzten und vorletzten Rechenlaufes innerhalb des %-Satzes liegt, den man für die Konvergenz festgelegt hat ( für eine statische Analyse verwendet man als Konvergenzkriterium meist "Lokale Verschiebung und Lokale Dehnungsenergie" ). Weiters können minimaler und maximaler Polynomgrad für den Rechenlauf eingestellt werden.

26 Seite: 4.2 Modell analysieren Mögliche Konvergenzkriterien für verschiedene Analysetypen sind z.b.: Statische Analyse: Lokale Verschiebung, Lokale Dehnungsenergie und globale RMS-Spannung Modalanalyse: Frequenz, Lokale Verschiebung und Lokale Dehnungsenergie und RMS-Spannung Beulanalyse: Beullastfaktor, Lokale Verschiebung und Lokale Dehnungsenergie und RMS-Spannung Stationäre thermische Analyse: Lokale Temperaturen, Lokale und globale Energienormen Adaptive Einschritt-Konvergenz: ( voreingestellt für viele Analysen ) Es erfolgt ein erster Rechenlauf mit Polynomgrad 3 und es werden die lokalen Spannungsfehler ermittelt; anhand dieses Fehlers wird eine neue Polynomgradverteilung ermittelt und es erfolgt ein zweiter Rechenlauf. Schnelldurchlauf: Ein Rechenlauf mit Polynomgrad 3 um zu kontrollieren, ob die Analyse korrekt ist oder schwerwiegende Probleme im Modell auftreten. Beispiel einer statischen Analyse Beispiel einer Modalanalyse (Eigenfreqenzanalyse) Im Register "Ausgabe": Plotraster: gibt den Detailgrad für Ergebnisberichte von Analysen an und legt fest, wie oft eine Kante oder Fläche unterteilt wird ( üblicherweise 4 6 ). Durch Aktivieren / Deaktivieren der Kontrollkästchen legt man fest, welche Ergebnisse berechnet werden sollen: Spannungen: alle Spannungen werden berechnet; erfordert viel Speicherplatz. Rotationen: um alle Achsen des GKS; für Volumenelemente hat die Rotation immer den Wert 0 und kann daher deaktiviert werden. Reaktionen: Reaktions-Kräfte und -Momente werden berechnet. Bei anderen Analysen sind andere bzw. zusätzliche Einstellungen zu tätigen: Modalanalyse: Anzahl der Eigenmoden ( die berechnet werden sollen ) oder Frequenzbereich ( in dem die gesuchten Moden liegen ), Randbedingungen ( eingespannt = mit Randbedingung; Starrkörperbewegung suchen ). Beulanalyse: Erfordert eine zuvor durchgeführte statische Analyse mit den gewünschten Randbedingungen und Lasten. Für die gewünschte Anzahl von Beulformen wird die kritische Last, bei der das Modell zu beulen beginnt (Beullastfaktor), berechnet. Wärmeanalyse: für eine statische Analyse muss mindestens ein RB-Satz gewählt werden, es können aber kein, ein oder mehrere Lastsätze verwendet werden. Weitere Informationen und Details zu den Analysetypen siehe Online-Hilfe.

27 Pro/M - Structure Modell analysieren Seite: Analyse berechnen Rechenlauf durchführen MM: MECHANICA > Structure ( oder Thermal ) > Analysen/Studien öffnet das Dialogfenster "Analysen und Designstudien", in dem alle definierten Analysen aufgelistet sind. Nun wählt man im Dialogfenster "Analysen und Designstudien" die gewünschte Designstudie ( Analyse ) für den Rechenlauf aus der Liste; wegen der Speicherauslastung soll man nur eine Designstudie auf einmal berechnen lassen! Symbole im Dialogfenster "Analysen und Designstudien" : Studienstatus anzeigen Einstellungen für den Rechenlauf konfigurieren Rechenlauf stoppen Rechenlauf starten Studie löschen Studie kopieren Studie bearbeiten Öffnet das Dialogfenster "Einstellungen für Rechenlauf", in dem man kontrollieren soll, ob die Verzeichnisse für Ausgabedateien und für temporäre Dateien richtig definiert sind ( können ggf. über geändert werden ); darunter kann festgelegt werden ob Elemente einer bestehenden Studie verwendet werden sollen. Normalerweise generiert Pro/MECHANICA die Elemente einer Studie automatisch. Weiters kann das Ausgabedatei-Format ( Binär oder ASCII ) gewählt werden und mit dem Kontrollkästchen "Speicherzuteilung" kann man dem Solver mehr oder weniger Arbeitsspeicher zuweisen ( Voreinstellung 128 MB ) vor allem bei großen Berechnungen wichtig... ( genauere Informationen dazu siehe Online-Hilfe ) Mit dem Kontrollkästchen "Iterativen Gleichungslöser verwenden" kann statt dem Block- Solver der iterative Solver verwendet werden. Man kann ihn verwenden, wenn der Festplattenspeicher für die Berechnung mit dem Gleichungslöser nicht ausreicht oder die Berechnung mit dem Gleichungslöser zu lange dauert genaueres siehe Online-Hilfe. Sehr häufig kontrolliert man einfach die Verzeichnisse und akzeptiert mit "OK" die anderen Einstellungen. Startet man einen Rechenlauf, erscheint die Kontrollfrage "Wollen Sie Fehlersuche?" sowie Hinweise auf zu erwartende singuläre Spannungskonzentrationen bei Punktlasten und Punktrandbedingungen. Weitere wichtige Schritte sind: Studienstatus anzeigen um über den Ablauf der aktuellen Berechnung informiert zu werden. Nach Abschluss des Rechenlaufes kann man sich im Status-Fenster den gesamten Rechenbericht ansehen und Informationen kontrollieren; der Rechenbericht enthält Informationen über die Einheiten, das Modell, Rechenzeit, Speicherbelegung, max. Polynomgrad, Fehlerabschätzungen, Masseneigenschaften des Modells, alle Messgrößen für jeden Lastsatz, das Konvergenzergebniss der Analyse, etc. Mit dem Schalter Ausführlicher Status enthält zusätzliche Informationen über die Designstudie ( Analyse ) wie Rechendauer und Speicherbelegung für jeden Rechenschritt, Fehlermeldungen, etc. Wurde eine Studie gestoppt, kann mit PDM: Rechenlauf > Neu starten... die Berechnung einer zuvor unterbrochenen Studie wieder aufgenommen werden. Nach einer erfolgten Designstudie startet man den Rechenlauf einer anderen Designstudie oder verlässt das Dialogfenster "Analysen und Designstudien" mit "Schließen".

28 Seite: 4.4 Modell analysieren 4.3. Ergebnisse überprüfen MM: MECHANICA > Structure ( oder Thermal ) > Ergebnisse öffnet die Benutzeroberfläche zur Ergebnisauswertung, in dem man die gewünschten Ergebnisfenster definieren, bearbeiten, anzeigen und ausgeben kann. Symbole zur Ansichtssteuerung und Animationssteuerung Gewähltes, aktives Ergebnisfenster (gelb umrandet) ausblenden. Öffnet Dialogbox "Ergebnisfenster anzeigen" um auszuwählen, welche Ergebnisfenster angezeigt werden sollen (Mehrfachwahl möglich). Löschen von Ergebnisfensterdefinitionen (Auswahl aus Liste). Ergebnisfensterdefinition des angezeigten aktiven Fensters kopieren. Ergebnisfensterdefinition des gewünschten Fensters (Auswahl aus Liste) oder des angezeigten aktiven Fensters (gelb umrandet) bearbeiten. Neues Ergebnisfenster definieren. Angezeigte Ergebnisfenster drucken oder in Datei ausgeben; verschiedene Ausgabeformate ( JPEG, TIFF, BMP, Postscript ) möglich. Angezeigte Ergebnisfensterdefinitionen in einer *.rwd - Datei speichern ("Speichern" bzw. "Speichern unter" Datei mit gewünschten Namen). Gespeicherten Satz von Ergebnisfensterdefinitionen laden, d.h. eine *.rwd - Datei öffnen. Alle definierten Fenster werden angezeigt. Alle Befehle und zusätzliche spezielle Befehle können über die Pull-Down-Menüs aufgerufen werden ( siehe Kap ). Normalerweise überprüft man zwei Ergebnisarten einer berechneten Designstudie: Ergebnisse für Konvergenz: in GRAPHEN wird gezeigt, wie die Werte konvergieren; weiters kann man eine FARBFLÄCHEN-Darstellung definieren, die über die Polynomgrade an den Elementkanten informiert. Diese Art von Graphen stehen nur für die Adaptive Mehrschritt-Konvergenz zur Verfügung. Bei der Adaptiven Einschritt-Konvergenz überprüft man die Qualität der Lösung anhand des quadratisch gemittelten Spannungsfehlers (RMS) in der Status-Datei. Ergebnisse für Spannungen, Verschiebungen, etc. am verformten oder unverformten Modell in FARBFLÄCHEN-, ISOLINIEN- oder VEKTOR-Darstellung oder ANIMATION. Spannungen entlang von (zu wählenden) Modell-Kurven/Kanten (z.b. Spannungen an Bauteilkante, entlang Lochrand, etc.) können auch als GRAPHEN (Spannungen über Kurvenlänge, Schnittgrößenverlauf bei Balkenmodell) dargestellt werden. Konzept von Pro/MECHANICA: Jedes Ergebnis ( z.b. Vergleichsspannung, Verformung, etc. ) wird in einem eigenen Ergebnisfenster dargestellt, für jedes Ergebnis muss ein eigenes Ergebnisfenster definiert werden. Dadurch können dann leicht mehrere Ergebnisse gemeinsam am Bildschirm dargestellt (angezeigt) werden.

29 Pro/M - Structure Modell analysieren Seite: Ergebnisfenster definieren Symbol "Neue Definition einfügen" oder PDM: Einfügen > Ergebnisfenster... öffnet das Dialogfenster "Ergebnisfensterdefinition". Gewünschten Fensternamen ( sinnvollen Namen z.b. Verformung, Spg_XX, Spg_VM, etc. ) und ggf. Titel eingeben. Unter Studienauswahl den Ordner der gewünschten Designstudie ( Ordner der Ergebnisse ) suchen und auswählen ( KEINEN Doppelklick, nur anwählen! ) und "Öffnen". Nun gewünschte Analyse wählen bzw. kontrollieren. Es wird angegeben, um welche Studie welcher Analyse es sich handelt. Wurden mehrere Lastfälle definiert, kann man wählen, für welchen Lastfall die Ergebnisse angezeigt werden sollen. Es können auch mehrere Lastfälle überlagert werden, wobei beim Überlagern noch jeder Lastfall skaliert werden kann. Register "Größe" Register "Darstellungsort" Im Register "Größe" darzustellende Größe und gewünschte Komponente wählen: Spannung ( Von-Mises-Vergleichspannung, Spannungskomponenten XX, YY, ZZ, max./min. Hauptspannung,...), Verschiebung ( Betrag, Komponente ), Dehnung, Kraft, Moment, etc. Unter "Darstellungstyp" wählt man abhängig vom darzustellenden Ergebnis das gewünschte Anzeigeformat: Farbfläche ( bis zu 15 Stufen ), Vektoren, Isolinien, Graph, etc. Im Register "Darstellungsort" den Modellbereich wählen, für den die Ergebnisse angezeigt werden sollen: am gesamten Modell ( Alle ) oder Teilbereiche ( ausgewählte Balken, Kurven, Flächen, Volumen ); bei Schalenelementen ob Werte für Ober/Unterseite oder Maximum angezeigt werden sollen; etc. Im Register "Darstellungsoptionen" kann eingestellt werden, ob die Darstellung am verformten Modell ( Verformt ) erfolgen soll und für einige Ergebnisarten kann auch eine Animation definiert werden. Auch kann man die Anzahl der Legendenstufen ( Vorgabe: 9 ) einstellen und wählen, ob man Isolinien mit/ohne Beschriftung angezeigt haben möchte, ob Farbübergänge verwendet werden sollen und ob die Elementkanten angezeigt werden sollen. Verformt: aktivieren, wenn Ergebnisse am verformten Modell angezeigt werden sollen. Es kann auch das unverformte Modell überlagert werden. Die Skalierung kann in Prozent der maximalen Verformung oder als Skalierfaktor eingestellt werden.

30 Seite: 4.6 Modell analysieren Animation: wenn aktiviert, können Ergebnisse animiert dargestellt werden. Definiert werden dabei die Anzahl der Bilder und der gewünschte Ablauf der Animation ( Wiederholen, Umkehren, Wechselnd einfach ausprobieren! ). Ist Animation aktiviert, ist KEINE dynamische Abfrage möglich ( siehe Ergebnisfenster anzeigen ) Die Definition der Inhalte des Ergebnisfensters mit "OK" abschließen oder mit "OK und Anzeigen" gleich anzeigen. Dialogfenster "Ergebnisfenster anzeigen" Register "Darstellungsoptionen" Dialogfenster "Ergebnisfenster laden" Weitere Schaltflächen zum Bearbeiten und Anzeigen von Ergebnisfenstern: Nach Auswahl des gewünschten Ergebnisfensters wird wieder das Dialogfenster "Ergebnisfensterdefinition" geöffnet, in dem man nun alle Einstellungen ändern kann. Kopiert Einstellungen des aktuellen (gelb umrandeten) Ergebnisfensters und öffnet das Dialogfenster "Ergebnisfensterdefinition" um Einstellungen bearbeiten zu können. Öffnet ein Dialogfenster zur Auswahl der Ergebnisfenster, die gelöscht werden sollen, oder löscht die Definition des aktuellen (gelb umrandeten) Ergebnisfensters. Öffnet das Dialogfenster "Ergebnisfenster anzeigen", in dem ALLE Ergebnisfenster markierten werden können, die gleichzeitig am Bildschirm angezeigt werden sollen. Eine Kurzbeschreibung der Möglichkeiten und Optionen beim Anzeigen von Ergebnisfenstern enthält Kap Ergebnisfenster anzeigen. Speichert die Ergebnisfenster-Definition aller aktuell angezeigten Ergebnisfenster in einer Datei vom Typ *.rwd (Result-Window-Definition-File); sinnvoll, wenn man Ergebnisfenster definiert hat, die man später wieder anschauen/herzeigen möchte. Öffnet das Dialogfenster "Ergebnisfenster laden", in dem eine zuvor gespeicherte Ergebnisfenster-Definitionsdatei ( *.rwd ) gewählt werden kann. Mit "OK" wird die Datei geladen und alle definierten Ergebnisfenster angezeigt. Öffnet das Dialogfenster "Drucken", um alle aktuell angezeigten Ergebnisfenster auszudrucken oder in Datei auszugeben. Man kann zwischen verschiedenen Ausgabeformaten ( JPEG, TIFF, BMP, Postscript ) wählen.

31 Pro/M - Structure Modell analysieren Seite: 4.7 Beispiele für Ergebnisfensterinhalte für eine STATISCHE ANALYSE: A) Von-Mises-Vergleichspannung: ( sinngemäß für andere Spannungen ) Fenstername: Spg_VM Titel: beliebigen Text oder weglassen Studienauswahl: Ordner der Designstudie, Analyse u.ggf. Lastsatz wählen Darstellungstyp: Farbfläche Größe: Spannung Komponente: Von Mises Darstellungsort: Alle Darst.Optionen: 9 Stufen Verformt eventuell: Elementkanten anzeigen Animation mit: 8 Bilder; Wiederholen, Umkehren oder Wechseln B) Verformung: ( nur verformtes Modell ) Fenstername: Verformung1 Titel: beliebigen Text oder weglassen Studienauswahl: Ordner der Designstudie, Analyse u.ggf. Lastsatz wählen Darstellungstyp: Farbfläche (für Farbflächendarstellung der Verformung) Vektoren (Verschiebungen in Vektordarstellung, nur bei Typ Betrag möglich) Modell (nur verformtes Modell) Größe: Verschiebung Komponente: Betrag (oder gewünschte Komponente im gewünschten Koordinatensystem) Darstellungsort: Alle Darst.Optionen: je nach Darstellungstyp 9 Stufen Verformt ( mit / ohne Überlagern unverformt ) eventuell: Elementkanten anzeigen und Flächen schattieren (bei Typ: Modell) Animation mit: 8 Bilder; Wiederholen, Umkehren oder Wechseln C) Ergebnisse entlang einer Kante (Kurve): (bei Volumenmodellen, Balkenmodellen, etc.) Fenstername eingeben und Titel (beliebig) eingeben Studienauswahl: Ordner der Designstudie, Analyse u.ggf. Lastsatz wählen Darstellungstyp: Graph Größe: Spannung Komponente: Von Mises, XX, YY, etc. Balkenres. Moment / Kraft Komponente (X, Y, Z) geeignet wählen (Balkenmodell) Ort des Graphen: "Kurve" und mit gewünschte Kurven / Kanten im Modell wählen ( mehrere OHNE Strg-Taste anklicken; mit mittlerer Maustaste beenden ); geeignetes Kurvenzugende für linke Seite des Graphen ( = Beginn der horizontalen Diagrammachse ) wählen. Beispiele für Ergebnisfensterinhalte für eine MODALANALYSE: A) Verformungsanimation der Eigenmodes: Fenstername eingeben und Titel (beliebig) eingeben Studienauswahl: Ordner der Designstudie, Analyse wählen Eigenmode-Nummer wählen oder Mode-Kombination auswählen (vor einer Kombination ist es sinnvoll jeden Mode alleine zu untersuchen); Skalierung geeignet eingeben oder Skalierung 1 lassen Darstellungstyp: Farbfläche oder Modell Größe: Verschiebung Komponente: Betrag Darstellungsort: Darst.Optionen: Alle je nach Darstellungstyp 9 Stufen Verformt mit Überlagern unverformt Skalierung geeignet wählen... eventuell: Elementkanten anzeigen und Flächen schattieren (bei Typ: Modell) Animation mit: 8 (oder mehr) Bilder; Typ: Wechseln B) Spannungen bei Eigenmodes: Fenstername und Titel eingeben, Ordner wählen, Eigenmode (oder Eigenmode-Kombination) wählen Darstellungstyp: Farbfläche Größe: Spannung Komponente: Von Mises (oder Komponente oder Hauptspannung) Darstellungsort: Alle Darst.Optionen: 9 Stufen Verformt ggf. mit Überlagern unverformt eventuell: Elementkanten anzeigen Animation mit: 8 (oder mehr) Bilder; Typ: Wechseln