Der Dialog 'Netz-Einstellungen' verwaltet die allgemeinen Vorgaben für die Generierung des FE-Netzes. Diesen Dialog können Sie über den Eintrag Netz-Einstellungen im Menü Berechnen oder die Listenschaltfläche
aufrufen.
Allgemein
Im Register Allgemein können Sie die Standard-Maschenweite anpassen, die RFEM bei der Generierung des FE-Netzes verwendet.
Die 'Angestrebte Länge der finiten Elemente' steuert, mit welcher Maschenweite das FE-Netz erzeugt wird. Je kürzer die FE-Länge ist, desto engmaschiger wird das Netz und umso genauer fallen in der Regel die Ergebnisse aus. Es erhöht sich aber auch die Datenmenge und die Rechenzeit, denn für jeden weiteren FE-Knoten müssen zusätzliche Gleichungen gelöst werden. Ein feinmaschiges Netz führt auch dazu, dass Singularitätseffekte verstärkt zum Tragen kommen.
Der 'Maximalabstand zwischen einem Knoten und einer Linie' gibt die Entfernung eines Knotens von einer Linie an, bei der er automatisch in die Linie integriert wird. Ist der Abstand des Knotens größer als dieser Grenzwert, erzeugt RFEM einen neuen FE-Knoten.
Die 'Maximale Anzahl der Netzknoten' stellt die Obergrenze der generierten Knoten dar. Damit können Sie die Anzahl der zu lösenden Gleichungen beschränken, um die Leistungsfähigkeit von Software und Hardware sicherzustellen.
Stäbe
Das Register Stäbe steuert, wie das FE-Netz an Stäben erzeugt wird.
Bei Bedarf können Sie die 'Anzahl der Teilungen' für die Ergebnisverläufe, für besondere Stabtypen und für die Ermittlung der Extremwerte anpassen. Wenn Sie die Teilungen erhöhen, erreichen Sie einen verfeinerten Ergebnisverlauf. In den meisten Fällen jedoch erweisen sich die Voreinstellungen als ausreichend.
Die 'Teilungen für gerade Stäbe mit der Materialkategorie Beton' haben einen Einfluss auf die nichtlineare Stahlbetonberechnung von Stäben im gerissenen Zustand. So kann das Add-On Betonbemessung unter anderem für den Verformungsnachweis die Steifigkeit (ungerissen/gerissen) in jedem finiten Element bestimmen.
Die Option 'Stabteilungen für Theorie III. Ordnung aktivieren' ermöglicht es, auch Balkenstäbe für die Berechnung nach Theorie III. Ordnung durch Zwischenknoten zu teilen und so mit einer höheren Genauigkeit zu erfassen. Es wird die Anzahl der Teilungen für besondere Stabtypen angesetzt.
Ist das Kontrollfeld 'Stabteilungen für gerade Stäbe aktivieren' angehakt, erfolgt eine Teilung auch für Stäbe, die nicht in Flächen integriert sind. RFEM erzeugt FE-Knoten an den freien Stäben und berücksichtigt sie bei der Berechnung. Sie können eine Mindestteilung vorgeben oder die FE-Länge LFE festlegen.
Mit der Option 'Teilung durch die Knoten, die auf den Stäben liegen' werden FE-Knoten an Stabstellen erzeugt, an denen andere Stäbe am Stab anschließen, aber keine Verbindung zum Stab haben.
Flächen
Das Register Flächen steuert, wie das FE-Netz an Flächen erzeugt wird.
Die genauesten Ergebnisse werden für finite Elemente ermittelt, die einem Quadrat nahekommen. Bei einem Quadrat ist das Verhältnis der Diagonalen D1/D2 = 1. Als 'Maximales Verhältnis der FE-Viereck-Diagonalen' ist der Grenzwert ΔD dieses Diagonalenverhältnisses mit 1.8 voreingestellt. Wenn Sie den Wert verringern, werden mehr Dreieckselemente entstehen. Ein zu großen Wert wiederum führt dazu, dass Elemente mit sehr spitzen oder überstumpfen Winkeln generiert werden. Dies kann zu numerischen Problemen führen.
Eine gekrümmte Fläche wird im FE-Netz durch ebene Elemente abgedeckt. Der Neigungswinkel α legt dabei die 'Maximale Neigung eines einzelnen Quadrangelelements aus der Ebene' fest. Dieser Wert beschreibt den Winkel zwischen den Normalen zweier Elemente (siehe Bild Neigungswinkel α). Bei einer Überschreitung des zulässigen Neigungswinkels erfolgt eine Unterteilung in Dreieckselemente.
Wenn Sie das Modell als '2D | XY | Platte' definiert haben (siehe Kapitel Basis ), ist eine 'Netzverdichtung entlang der Linien' möglich (in Vorbereitung). Damit können Sie an allen Linien kleinere FE-Elemente erzeugen, um beispielsweise die Ergebnisse entlang gelagerter Linien besser anzunähern. Das Verhältnis Δb bezieht sich auf die globale Maschenweite. Es beschreibt den Randabstand der Verdichtung von den Linien.
Mit der Option 'Nicht verwendete Objekte in Flächen integrieren' können Sie FE-Knoten auch an Objekten erzeugen, die für eine Fläche keine weitere Funktion haben (beispielsweise freie Knoten ohne Lager oder Last, konstruktive Linien in Flächen). Diese Funktion ist per Voreinstellung deaktiviert, damit statisch bedeutungslose Objekte nicht das FE-Netz verzerren.
Die 'Form der Finiten Elemente' können Sie über drei Auswahlfelder beeinflussen:
- Drei- und Vierecke: Standardeinstellung
- Nur Dreiecke: Variante, falls Vierecke zu einem sehr verzerrten Netz führen
- Nur Vierecke: Option für erhöhte Ergebnisgenauigkeit
Weitere Steuerungsmöglichkeiten haben Sie mit den Kontrollfeldern 'Gleiche Quadrate generieren, wo möglich' und 'Dreiecke für Membranen'.
Mit der Option 'Ausgerichtetes FE-Netz' versucht RFEM, das FE-Netz an die Berandungslinien der Flächen anzupassen. Diese Art der FE-Netzgenerierung können Sie für jede Fläche separat festlegen (Dialog 'Fläche bearbeiten', Register 'Netzverdichtung').
Ein ausgerichtetes Netz wird ausschließlich aus Vierecken gebildet. In der Regel liefert ein ausgerichtetes Netz "genauere" Ergebnisse. Da auch weniger Unbekannte im Gleichungssystem auftreten, ist dieses Verfahren für die Netzgenerierung zu empfehlen.
Volumenkörper
Das Register Volumenkörper steuert, wie das FE-Netz an Volumen erzeugt wird.
Wenn Sie die 'Netzverdichtung an Volumenkörpern mit nahen Knoten' aktivieren, nimmt RFEM eine Netzverdichtung für Volumen vor, deren Knoten sehr nahe beieinanderliegen. So werden die Knoten mit dem FE-Netz korrekt erfasst. Die Maschenweite des Volumenkörpers ergibt sich aus dem kleinsten Abstand der Knoten.
Die 'Maximale Anzahl der Elemente' stellt die Obergrenze der erzeugten 3D-Elemente dar.
Qualitätskriterien - Flächen
Das Register Qualitätskriterien - Flächen verwaltet die Qualitätsvorgaben für die Generierung der 2D-Elemente.
Qualitätskriterien
In diesem Abschnitt sind verschiedene Kriterien angegeben, die nach der Generierung des FE-Netzes überprüft werden. Wenn Sie ein Kriterium deaktivieren, nimmt RFEM die entsprechende Kontrolle nicht vor.
Sie können für jede Kontrollart festlegen, ab welchem Wert ein 'Warnkriterium' und ein 'Ausfallkriterium' vorliegt.
Farbanzeige
Nach der Generierung des FE-Netzes wird die 'Anzahl der Elemente' angegeben, die den Qualitätskriterien entsprechen sowie eventuell auch jene, bei denen ein Problem vorliegt. Damit können Sie die Beschaffenheit des FE-Netzes beurteilen.
Die Qualität des FE-Netzes lässt sich auch am Modell überprüfen: Aktivieren Sie im 'Navigator - Anzeige' die Netzqualität in der Kategorie 'FE-Netz'.
Qualitätskriterien - Volumenkörper
Das Register Qualitätskriterien - Volumenkörper verwaltet die Qualitätsvorgaben für die Generierung der 3D-Elemente.
Qualitätskriterien
In diesem Abschnitt sind verschiedene Kriterien angegeben, die nach der Generierung des FE-Netzes überprüft werden. Wenn Sie ein Kriterium deaktivieren, nimmt RFEM die entsprechende Kontrolle nicht vor.
Sie können für jede Kontrollart festlegen, ab welchem Wert ein 'Warnkriterium' und ein 'Ausfallkriterium' vorliegt.
Farbanzeige
Nach der Generierung des FE-Netzes wird die 'Anzahl der Elemente' angegeben, die den Qualitätskriterien entsprechen sowie eventuell auch jene, bei denen ein Problem vorliegt. Damit können Sie die Beschaffenheit des FE-Netzes beurteilen.