Tobias Loose Einfluß des transienten Schweißvorganges ... - Tl-ing.de

4 Verifikation des verwendeten Finite-Element-Progamms
4.3.2 Einfluß der Netzaufweitung auf die Berechnung der
Grenzspannung
Im Bereich der Schweißnaht müssen kleinere Elemente gewählt werden, als die
Elemente, die für die Beuluntersuchung im übrigen Bereich notwendig sind.
Zur Reduzierung der Berechungszeit ist es notwendig, das Finite-Element-
Netz vom fein unterteilten Schweißnahtbereich zum Randbereich hin aufzuweiten.
Um den Einfluß der Netzaufweitung auf die Berechnungsergebnisse zu untersuchen,
werden die in Abschnitt 4.3.1 untersuchten Zylinder wie folgt diskretisiert:
In Zylindermitte werden auf einer Breite von 20 Elementen n = 128
Elemente in Umfangsrichtung angeordnet. Anschließend folgt eine Netzaufweitung
im Verhältnis 1:8 auf n = 16 Elemente im Randbereich.
Im Rahmen von Voruntersuchungen wurden zwei Netzaufweitungsalgorithmen
untersucht: die in Abbildung 4.16 dargestellte Netzaufweitung mit 3-
Knoten Elementen und die in Abbildung 4.17 dargestellte Aufweitung mit 4-
Knoten Elementen.
Abbildung 4.16: Netzaufweitung mit 3-Knoten Elementen
Es stellte sich heraus, daß die 4-Knoten Netzaufweitung bei einem elastisch
beulenden Zylinder und rotationssymmetrischer Vorverformung zu
physikalisch falschen Beulfiguren führt, wie Abbildung 4.18 zeigt. Die 3-
Knoten Netzaufweitung liefert geringere Spannungsunstetigkeiten an den Elementübergängen
als die 4-Knoten Netzaufweitung. Aus diesen Gründen wird
für die folgenden Untersuchungen die 3-Knoten Netzaufweitung gewählt.
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