VDA 4955V41_061211 - CAD.de
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<strong>VDA</strong>-Empfehlung 4955 Version 4.1, Dezember 2006 Seite 81 von 93<br />
4 CAE Daten<br />
In <strong>de</strong>r Produktentwicklungsphase wer<strong>de</strong>n zu verschie<strong>de</strong>nen Meilensteinen CAE Daten erzeugt.<br />
Deshalb hat <strong>de</strong>r Austausch von Netzdaten (erzeugt mit speziellen Prozessoren) zwischen <strong>de</strong>n<br />
Partnern zugenommen und wird in Zukunft auch weiter zunehmen. Ziel dieses Kapitels ist die Beschreibung<br />
von Datenqualitätskriterien für CAE Daten.<br />
Um das physikalische Verhalten eines Teiles, eines Gerätes, eines Zubehörteiles o<strong>de</strong>r eines an<strong>de</strong>ren<br />
beliebigen Produktes zu berechnen müssen seine zugehörigen ableitbaren Gleichungen gelöst<br />
wer<strong>de</strong>n. Dazu gibt es verschie<strong>de</strong>ne Metho<strong>de</strong>n:<br />
• Finite Differenzen Metho<strong>de</strong><br />
• Finite Volumen Metho<strong>de</strong><br />
• Randflächen Elemente Metho<strong>de</strong><br />
• Finite Elemente Metho<strong>de</strong><br />
Die Finite Elemente Metho<strong>de</strong> ist die wichtigste und am häufigsten genutzte Metho<strong>de</strong> für solche<br />
Simulationen. Physikalische Analysen untersuchen das thermische Verhalten, statische und dynamische<br />
Elastizität (linear und nicht-linear), Verformung, akkustische und elektromagnetische<br />
Simulation, Fließverhalten, etc.. Für die Finite Elemente Metho<strong>de</strong> sind Netzdaten das wesentliche<br />
Datenmo<strong>de</strong>ll. Die meisten Qualitätskriterien für Netzdaten die in <strong>de</strong>n folgen<strong>de</strong>n Kapiteln <strong>de</strong>finiert<br />
wer<strong>de</strong>n sind für alle o.a. Untersuchungen nutzbar, während einige wenige nur für beson<strong>de</strong>re Analysetypen<br />
gelten.<br />
Die 2D Analyse wird in dieser Version <strong>de</strong>r Empfehlung nicht behan<strong>de</strong>lt, nur die 3D Analyse wird<br />
hier beschrieben.<br />
Die daten müssen in mehreren Schritten für die CAE Berechnung aufbereitet wer<strong>de</strong>n, wobei das<br />
Vernetzen <strong>de</strong>r aufwändigste und teuerste Verarbeitungsschritt ist. Die folgen<strong>de</strong>n Themen wer<strong>de</strong>n<br />
in diesem Dokument nicht behan<strong>de</strong>lt:<br />
• Physikalische Eigenschaften,<br />
• Grenzwerte o<strong>de</strong>r Startbedingungen,<br />
• Einflüsse: Kräfte, Temperaturen, Ausgangsgeschwindigkeiten, Ausgangsspannungen …<br />
Netzdaten wer<strong>de</strong>n aus folgen<strong>de</strong>n zwei Grün<strong>de</strong>n benutzt:<br />
• um die (vereinfachte) Geometrie für die Simulation zu erzeugen<br />
• um <strong>de</strong>n Grad <strong>de</strong>r Annäherung bzw. Abweichung <strong>de</strong>s Ergebnisses zu beeinflussen<br />
Netzdaten wer<strong>de</strong>n abhängig von <strong>de</strong>r Simulationsaufgabe erzeugt, aber für die Qualitätsbetrachtung<br />
können einige generische Regeln empfohlen wer<strong>de</strong>n.<br />
Für die vom Anwen<strong>de</strong>r gewünschte physikalische Simulation können verschie<strong>de</strong>ne Typen von finiten<br />
Elementen genutzt können genutzt wer<strong>de</strong>n. Die einfachsten sind gleichzeitig die am Häufigsten<br />
genutzten. Diese sind:<br />
1) TRIA3, mit 3 Eckpunkten (no<strong>de</strong>s) und 3 linearen Kanten (edges):<br />
• x(u,v) = x 1 .f 1 (u,v) + x 2 .f 2 (u,v) + x 3 .f 3 (u,v) f 1 (u,v) = 1-u-v u ≥ 0<br />
• y(u,v) = y 1 .f 1 (u,v) + y 2 .f 2 (u,v) + y 3 .f 3 (u,v) f 2 (u,v) = u v ≥ 0<br />
• z(u,v) = z 1 .f 1 (u,v) + z 2 .f 2 (u,v) + z 3 .f 3 (u,v) f 3 (u,v) = v u+v ≤ 1<br />
• F(u,v) = F 1 .f 1 (u,v) + F 2 .f 2 (u,v) + F 3 .f 3 (u,v)<br />
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