Schweißkonstruktion mit Schalennetzen

Problemdefinition

Schweißkonstruktionen bestehen meist aus dünnwandigen Bauteilen. CAE Analysen dieser Konstruktionen mit Volumenelemente verursachen lange Berechnungszeiten und sind dadurch sehr unwirtschaftlich.

Ziel dieses Workshops ist es, eine Vernetzung der Baggerarm-Baugruppe zu erstellen, die für verschiedene Berechnungen verwendet werden kann. Dabei sollen möglichst Flächenelemente und Linienelemente verwendet werden, weil die Berechnungszeit dadurch erheblich verringert werden kann.

Ausgangsgeometrie

Lösungsansatz

Der Großteil der Vernetzung wird mit Flächenelementen realisiert. Dazu werden aus den CAD Volumenkörpern die Mittelflächen extrahiert. 

 Mittelflächenmodell

Die Vernetzung erfolgt hauptsächlich mit 2D Elementen, wobei die Verbindung zwischen 3D und 2D Netzen mit 1D Verbindungselementen erfolgt.

Das Ergebnis der Vernetzung ist in folgender Abbildung zu erkennen:

 Vernetzung

Ergebnis

Mit einer einfachen Analyse der Eigenfrequenzen kann das Modell validiert werden. Das Modell sollte nur 6 Starrkörpereigenformen haben und alle verbundenen Bereiche sollten sich zusammen bewegen. 

 Ergebnis

Der Teilnehmer kann nach erfolgreicher Durchführung dieses Workshops die erlernten Methoden und Funktionen universell bei allen Schweißbaugruppen anwenden. Damit werden die Simulationsmodelle deutlich kleiner und die Iterationen der Produktentwicklung laufen wesentlich kürzer ab.