Elastische Bettung eines Betonpflastersteines. FEM-Berechnung mit 2D-Platten- und 3D-Volumenelementen

Inhaltsverzeichnis

FEM-Analyse eines elastisch gebetteten Betonpflastersteines

Erzeugung des Linienmodells

Netzgenerierung

Einkerbungen erzeugen
1.) Elemente löschen
2.) Knotenpunkte verschieben

Elastische Bettung erzeugen

Kreisförmige Flächenlast erzeugen

Materialdaten eingeben

FEM-Analyse

FE-Solver einstellen

Ergebnisauswertung

Verformungen

Biegespannungen

Vergleich der Mises-Biegespannung mit der zulässigen Streckgrenze von B25

Berechnung der elastischen Bettung mit 3D-Volumenelementen

Anmerkung:

Elastische Bettung für HEX8-Volumenelemente

Flächenlast für HEX8-Volumenelemente

Umwandlung der Flächenlast in eine Knotenlast

Materialdaten für HEX8-Volumenelement

Ergebnisauswertung für Volumenelemente

Verformungen

Mises-Vergleichsspannung

Vergleich der Mises-Vergleichsspannung mit der zulässigen Streckgrenze von B25

FEM-Analyse eines elastisch gebetteten Betonpflastersteines

Es soll ein Betonpflasterstein mit den Abmessungen 300 mm * 300 mm * 100 mm mit einer kreisförmigen Flächenlast von 1.375 N/mm2 belastet werden.

Der Stein wird auf sandigem Untergrund mit einer Bettungszahl von 3000 N/m*m*m elastisch gebettet. Wie groß sind die zulässigen Biegespannungen?

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Erzeugung des Linienmodells

Mit dem Icon [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] wird die CAD-Iconleiste aufgerufen. Geben Sie jetzt mit dem Icon [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] folgenden Startpunkt und 4 Endpunkte ein:

Startpunkt: 0, 0, 0

Endpunkt: 300, 0, 0

Endpunkt: 300, 300, 0

Endpunkt: 0, 300, 0

Endpunkt: 0, 0, 0

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Netzgenerierung

Mit dem Icon [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] wird die Iconleiste für Netzgenerierung angezeigt.

Mit dem Icon [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] wird eine Netzgenerierung nach dem Abbildungsverfahren (siehe Kapitel 1, Seite 25) gewählt.

Geben Sie in der nächsten Dialogbox folgende Werte ein:

Eckpunkte: A = 4; B = 1; C = 3; D = 2

Elementtyp: PLA4S

Elementdichte: 40

und wählen „Netz generieren“ um ein FEM-Netz mit 1600 PLA4S-Elemente und 1681 Knotenpunkte zu generieren.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Einkerbungen erzeugen

1.) Elemente löschen

mit dem Icon [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] wird die Iconleiste für Manipulationen aufgerufen und mit [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] die Elemente entsprechend der Skizze auf der vorderen Seite aus dem Netz herausgelöscht.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Nach der Löschung wird mit dem Icon [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] der Netz-Iconleiste die Struktur gesäubert, d.h. es wird eine neue Knoten- und Elementnumerierung erzeugt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2.) Knotenpunkte verschieben

Zum Schluß werden die Spitzen der Einkerbungen mit dem Manipulations-Icon [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] erzeugt. Um genauer die Knotenpunkte verschieben zu können wird der zu bearbeitende Modell-Bereich zuerst mit dem Icon [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] auf den gesamten Bildschirm vergrößert.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

[...]