Das Kontextmenü unter "Wellen" oder unter Gruppen ermöglicht das Einfügen von "3D-elastischen Bauteilen als Welle" oder "3D-elastischen Bauteilen als Gehäuse". Ein neues Bauteil wird dann im Wellen-/Gruppenbaum angezeigt.
Die 3D-elastischen Bauteile kombinieren das FEA-Balkenmodell, das für die üblichen Wellen verwendet wird, mit 3D-Volumennetzen. Die Steifigkeit der 3D-Volumenkörper wird auf eine Steifigkeitsmatrix reduziert, die dann im Solver für das Balkenmodell berücksichtigt wird. Bei der ersten Verwendung des 3D-elastischen Bauteils wird die reduzierte Steifigkeitsmatrix erzeugt, was je nach Größe des Netzes eine Weile dauern kann. Danach wird die reduzierte Steifigkeit mit der Datei gespeichert und muss nur dann neu generiert werden, wenn Material, Netz oder Auswahlen für Flächen geändert werden.
Die 3D-elastischen Bauteile werden als Steifigkeit und optional durch modale Reduktion berücksichtigt. Die Masse wird ohne modale Reduktion nicht berücksichtigt. Wärmeausdehnung und Gewicht werden berücksichtigt. Ein "3D-elastische Bauteile als Welle" muss die x-Achse als Rotationsachse haben und es kann eine Rotationsdrehzahl definiert werden. Ein "3D-elastische Bauteile als Gehäuse" kann nicht rotieren und sollte im Raum fest sein.
Ist die Option "Verschiebungen berechnen" für die 3D-elastischen Bauteile gewählt, wird bei der initialen Berechnung der Steifigkeit das Verschiebungsfeld der Fläche für jeden angeschlossenen Freiheitsgrad berechnet. Dies erhöht die anfängliche Berechnungszeit und die Dateigröße, ermöglicht aber die nachträgliche Visualisierung der deformierten Form. Dasselbe gilt für die Option "Eigenformen berechnen"; auch diese dient nur der Visualisierung.
Falls die Modalanalyse unterstützt wird, müssen das Verschiebungsfeld und die Eigenformen berechnet werden. Daher haben die Optionen "Verschiebungen berechnen" und "Eigenformen berechnen" keinen Einfluss auf die benötigte Zeit für die Reduktion. Sie wirken sich lediglich auf die erforderliche Dateigröße aus.
Wenn die Option "quadratische Elemente für Vernetzung verwenden" aktiviert ist, werden quadratische Formfunktionen anstelle von linearen Formfunktionen verwendet. Ein Hexaeder mit acht Knoten wird dann zu einem Hexaeder mit 27 Knoten. Mit zunehmender Anzahl Knoten steigen auch die Reduktionszeit und der Speicherbedarf. Allgemein gilt, dass ein Netz zweiter Ordnung genauer ist. Es ist besser, eine größere Netzgröße und quadratisches Elemente für Vernetzung zu verwenden als ein feines lineares Netz.
Beim Geometrieimport oder der parameterischen Erzeugung ist teilweise eine Option "Quadratische Elemente erzeugen" verfügbar. Wenn diese Option gewählt wird, dann wird ein Oberflächennetz mit quadratischen Elementen erzeugt. Dies braucht etwa den vierfachen Speicherbedarf des linearen Netzes, führt aber zu einer besseren Approximation der Geometrie, wenn "quadratische Elemente für Vernetzung verwenden" aktiv ist. Die Option beim Import hat nur einen Einfluss auf das Oberflächennetz, währen die Option "quadratische Elemente für Vernetzung verwenden" unter "Allgemein" den Typ des 3D-Netzes bestimmt.
Ausgewählte Flächen werden auf einen Knoten reduziert (oder elastisches Lager, Zahnrad oder Kontakt) und können mit einem Stützelement verbunden werden. Die folgenden Optionen sind verfügbar:
•Es kann ein bestehendes Lager ausgewählt werden. Dieses Lager wird dann mit dem 3D-elastischen Bauteil anstelle der starren Umgebung verbunden.
•Wie für Wellen kann eine neue Randbedingung definiert werden. Bisher wird nur eine Teilmenge der verfügbaren Typen in der Wellenberechnung unterstützt. Mit ihr kann ein importiertes Gehäuse über eine Steifigkeit abgestützt werden.
•Am reduzierten Knoten kann eine Kraft hinzugefügt werden
•Es kann eine Welle ausgewählt werden. Dies führt zu einer Verbindung mit der Welle in allen sechs Freiheitsgraden. Es ist dasselbe wie das Hinzufügen eines Schweisspunktes an der Welle und die Verbindung mit dem 3D-elastischen Bauteil. Eine Welle kann für die Verbindungstypen 'Starr', 'Mittelwert' und 'Elastischer Kontakt' ausgewählt werden. Im Fall des 'elastischen Kontaktes' bleibt die Fläche zylindrisch für jede axiale Position, kann sich aber über axialen Position verformen.
•"Als Fest eingespannt" ist für "3D-elastische Bauteile als Gehäuse" verfügbar. Dieser Knoten wird mit der starren Umgebung verbunden.
Für die Reduzierung einer Fläche stehen vier Optionen als Verbindungstyp zur Verfügung:
•Mittelwert: Die Reaktionskraft wird auf alle Knoten der Fläche verteilt und es wird ein Mittelwert der Verschiebung der Fläche verwendet. Mit dieser Option wird das Bauteil nicht versteift.
•Starr: Es wird eine starre Verbindung des reduzierten Knotens mit allen Knoten der Fläche hinzugefügt. Dadurch wird das Bauteil versteift.
•elastisches Lager: Diese Option darf nur mit einem Wälzlager verbunden werden und berücksichtigt die elastischen Verformungen des Bauteils in der Lastverteilung des Lagers. Eine Lizenz für die Wälzlagerberechnung einschließlich der Ringverformungen ist erforderlich. Derzeit ist ein elastischer Außenring nur bei axial festen Lagern zulässig.
•elastisches Zahnrad: Diese Option darf bisher nur mit einem Stirnrad verbunden werden und berücksichtigt elastische Verformungen eines Zahnradkörpers. Hierfür ist die Option für Wellensysteme erforderlich.
•elastischer Kontakt: Diese Option darf nur mit einem Schweisspunkt und einer zylindrischen Randbedingung für die Verbindung von Flächen in zwei Bauteilen verwendet werden, die beide als elastischer Kontakt reduziert sind. Die Abmessungen der beiden Kontaktflächen müssen identisch sein. Zusätzlich ist die Verbindung mit einer Welle möglich.
