Vollparametrische FEM-Vernetzung und Analyse von Rohrabzweigen unter thermo-mechanischer Belastung
Kück, Thorsten (Corresponding Author)
Jülich Supercomputing Center; JSC
Zentralinstitut für Angewandte Mathematik; ZAM
2002
Jülich Forschungszentrum Jülich, Zentralinstitut für Angewandte Mathematik 2002
v, 75 p.
FH Jülich, Diplomarbeit, 2002
Diploma Thesis
Internal Report
ohne Topic
Die Finite-Elemente-Methode (FEM) ist ein mathematisches Näherungsverfahren zur Lösung von partiellen Differentialgleichungen, welche h¨aug bei strukturmechanischen Problemstellungen auftreten. Dabei wird eine komplexes Kontinuumsproblem mit einer unendlichen Anzahl von Freiheitsgraden durch ein endliches System einfacher Elemente ersetzt. Ein Problem bei der Benutzung der FEM ist die Erzeugung eines geeigneten Systems von Elementen (Netz). Dieses kann z.B. mit Hilfe eines CAD-Systems erstellt werden, jedoch haben kleine Änderungen der Geometriedaten eine Neuvernetzung zur Folge.Im industriellen Anlagenbau treten in Rohrsystemen häufig Rohrabzweige auf, deren Tragfähigkeit mit elastoplastischen Finite-Elemente Analysen nachgewiesen werden muss. Im Rahmen dieser Diplomarbeit ist ein Programm entstanden, das automatisch ein Finite-Elemente-Netz durch vorgegebene Parameter generiert. Die Ausgabe erfolgt im Datenformat von PERMAS, einem im Forschungszentrum Jülich genutzten kommerziellen FEM-Programmpaket. Zu den Parametern zählen die Abmessungen, die Anzahl der Elemente in den verschiedenen Bereichen des Rohrabzweigs, die kinematischen Randbedingungen und die Materialdaten. Die Rohrabzweige unter thermo-mechanischer Belastung sind durch nichtlineare Finite-Elemente-Rechnungen mit PERMAS untersucht worden. Insbesondere wurden Traglast- und Einspielanalysen mit einem im Forschungszentrum entwickelten Verfahren durchgeführt.