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Guten Tag,

kann mir jemand erklären, was es mit dem Gesamtpotenzial (Energieformulierung) von shell, also 2D-Schalenelementen und 3D-solids auf sich hat? Ich weiß dass sich shells und solids darin unterscheiden, aber ich weiß nicht was damit gemeint ist.

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Viele Grüße

mamü

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Hast du eine Quelle, in der das steht?

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Bathe und Schwarz sollten das recht anschaulich erklären.

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Hallo Mamü,

der Tipp mit Bathe und Schwarz ist eigentlich ausreichend.
Ums mal kurz zu sagen, bei den Shells werden Annahmen über den Spannungsverlauf über die Dicke gemacht (lineare Spannungsverteilung zumindest bei z.b. den Normalspannungen) und damit kann dann die Volumenintegration entkoppelt werden, indem alle Therme über die Plattendicke geschlossen gelöst werden. Übrig bleibt die Integration über die Elementfläche, die nach Gauss etc. durchgeführt wird.
Übrigens sind Shells auch 3-D Elemente.

Gruß
Gerd

[Diese Nachricht wurde von smittytomcat am 10. Sep. 2009 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von smittytomcat am 10. Sep. 2009 editiert.]

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Hallo Gerd,

ist es dann auch richtig zu behaupten, dass das Verformungsverhalten von shells über die Dicke konstant ist? Weil man bei shells ja auch von einer konstanten Ausdehnung in Dickenrichtung ausgeht. Im übrigen ist es mir neu, dass shells 3D-Elemente sein sollen. Ist es nicht so, dass shells 2D-Schalenelemente sind, die über 3 Rotations- und drei Translationsfreiheitsgrade verfügen? Das heißt zwar, dass jedem Knoten drei Raumkoordinaten zugewiesen werden aber es sind doch flächige Elemente.
Und das bedeutet ja wieder, dass es 2D-Elemente sind. Oder unterliege ich da einem Irrtum?

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Viele Grüße

mamü

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Hallo Mamü,´

also zuerst zum 2-D bzw. 3-D Thema. Natürlich sind Shells flächige Elemente, nur sie können auch gekrümmt sein - sie müssen nicht in sich eben sein, z.b. Shells mit 8 Knoten. Ich kenne die Klassifizierung so, das man von 2-D Elementen redet wenn sie nur in einer Ebenen definiert werden können (siehe z.B. Ansys Element Liste) also nicht alle Freiheitsgrade haben (z.B. nur u und v)

So, bei Shells speziell in der Festigkeitsanalyse und Metallen (mein Gebiet geht man davon aus das die Normal-Dehnungen über die Dicke einen linearen Verlauf haben - das stimmt bei ca 90% aller Probleme. Erst bei sehr großen Dicken ist diese Näherung nicht mehr zutreffend, das kann man auch experimentell nachweisen.

So, sei vorsichtig mit der Annahme das Schalen drei Rotationsfreiheitsgrade haben, denn eigentlich sind es nur zwei. Bei einem nicht gekrümmten Shell Element z.B. in der x-y-Ebene sind nur die Verdrehung Rotx und Roty im Elementansatz enthalten, nicht dagegen Rotz, eine Verdrehung um die Normale der Ebene.
Die meisten Programme liefern eine Dummysteifigkeit um eine Starrkörperbewegung von Rotz zu verhindern.
Mit dieser Problematik habe ich mich schon selbst aufs Kreuz gelegt.

Gruß
Gerd

[Diese Nachricht wurde von smittytomcat am 10. Sep. 2009 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von mamü:
Ist es nicht so, dass shells 2D-Schalenelemente sind, die über 3 Rotations- und drei Translationsfreiheitsgrade verfügen? Das heißt zwar, dass jedem Knoten drei Raumkoordinaten zugewiesen werden aber es sind doch flächige Elemente.
Und das bedeutet ja wieder, dass es 2D-Elemente sind.

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Für die Einordnung in 3D- oder 2D-Elemente ist es unerheblich, ob ein Element ein Volumen besitzt oder die Ausdehnung in Dickenrichtung nur ein Eigenschaftswert ist. Mit Shells werden dünnwandige Strukturen im 3D modelliert, daher sind sie 3D-Elemente.

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Hi,

Schalenelemente sind allgemein 3D-Elemente, nur bei speziellen 2D-Idealisierungen wie 2D-Ebener-Dehnungszustand und 2D-Achsensymmetrie sind es 2D-Schalen.

Gruß Paul

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