NAFEMS LE1
Scheibenelemente (ebener Spannungszustand) — elliptische Membran
Ebener Spannungszustand, σyy bei D
- TESSERA
- 92.848,936 FHG
- NAFEMS-ZIELWERT
- 92.7 MPa+0.15 %
- UNABHÄNGIGE REFERENZ
- —
92.84 MPaTESSERA · FEM-SOFTWARE · IN ENTWICKLUNG
Vernetzung, Netzsteuerung und Konvergenz, Kontakt, linear-statisch, Modal, Knicken und thermisch — ein Desktop-Programm, und jedes Bild auf dieser Seite wurde darin aufgenommen.
VERIFIKATION · NAFEMS
NAFEMS veröffentlicht Benchmark-Probleme mit Zielwerten, und jeder ernstzunehmende FE-Code wird an ihnen gemessen. Wir haben vierzehn davon in Tessera gelöst, jeweils auf einer Reihe von Netzen, und zeigen zwei Maßstäbe nebeneinander: den veröffentlichten NAFEMS-Zielwert und eine unabhängige, von uns berechnete Referenz — eine geschlossene Lösung, eine exakte Reihe oder dasselbe Problem als konvergierter 3D- oder rotationssymmetrischer Volumenkörper gelöst. Wo beide voneinander abweichen, sagen wir es.
| Test | Was gemessen wird | NAFEMS-Zielwert | Tessera feinstes Netz (FHG) | ggü. Zielwert | Unabhängige Referenz | ggü. Referenz |
|---|---|---|---|---|---|---|
| LE1 | Ebener Spannungszustand, σyy bei D | 92.7 MPa | 92.84 (8,936) | +0.15 % | — | — |
| LE2 | Schale, Umfangsspannung an der Außenseite | 60 MPa | 60.00 (2,772) | 0.00 % | 60 — geschlossene Lösung, 6M/t² | 0.00 % |
| LE3 | Schale, uₓ in A | 0.185 m | 0.18477 (16,338) | −0.13 % | — | — |
| LE5 | Schalen-Z-Profil, σxx in A, Mittelfläche | −108 MPa | −110.59 (16,038) | +2.40 % | −109.74 — das Z als konvergierter 3D-Volumenkörper (Hex20) | +0.77 % |
| LE6 | Schiefe Schalenplatte, σ₁ in E, Unterseite | 0.802 MPa | 0.8037 (3,558) | +0.21 % | — | — |
| LE7 | Rotationssymmetrische Schale, σzz bei D, Außenseite | 25.9 MPa | 25.808 (2,961) | −0.36 % | 25.27 — die Wand als konvergierter Rotationskörper | +2.13 % |
| LE8 | Rotationssymmetrische Schale, Umfangsspannung bei D, Außenseite | 94.5 MPa | 91.19 (1,929) | −3.50 % | 89.56 — die Wand als konvergierter Rotationskörper | +1.82 % |
| LE9 | Verzweigte rotationssymmetrische Schale, σzz in C, Außenseite | −319.9 MPa | −317.39 (6,699) | −0.78 % | — | — |
| LE10 | Dicke Platte (3D-Volumen), σyy bei D | −5.38 MPa | −5.388 (192,966) | +0.14 % | −5.384 — strukturiertes Hex20, extrapolierter Grenzwert | +0.07 % |
| LE11 | Rotationskörper, erwärmt mit T = r + z, σzz in A | −105 MPa | −105.53 (27,590) | +0.50 % | — | — |
| T1 | Hot Spot im ebenen Spannungszustand, σyy bei D | 50.0 MPa | 50.61 (39,322) | +1.21 % | 50.5 — Lamé, eine Scheibe in einer freien Platte mit Radius 10a | +0.21 % |
| T2 | Wärmeleitung mit Strahlung, Temperatur des strahlenden Endes | 927 K | 927.00 (205) | 0.00 % | 927.004 — geschlossene Lösung | 0.00 % |
| T3 | Instationäre Wärmeleitung, Temperatur bei x = 0.08 m, t = 32 s | 36.60 °C | 36.603 (567) | +0.01 % | 36.6031 — exakte Reihe (Duhamel) | 0.00 % |
| T4 | Wärmeleitung mit Konvektion, Temperatur in E | 18.3 °C | 18.254 (3,009) | −0.25 % | 18.2538 — strukturiertes Q8- und T6-Netz, konvergiert | 0.00 % |
Abweichung = (Tessera − Referenzwert) / Referenzwert, jeweils auf dem feinsten Netz jeder Reihe. LE4 ist nicht umgesetzt. Jedes Netz jeder Reihe steht in der Datendatei (nafems_results.csv).
Der NAFEMS-Wert von −108 MPa entspricht der Theorie dünnwandiger Träger für den Z-Querschnitt; unser Schalenmodell liefert −110.6. Als 3D-Volumenmodell gerechnet, konvergiert dasselbe Z gegen −109.7 – unser Schalenergebnis liegt innerhalb von 0.8 % davon. Wir halten die 3D-Lösung für den besseren Maßstab und zeigen beide.
Bei LE7 liegt Tessera innerhalb von 0.4 % des Zielwerts. Bei LE8 liegt es 3.5 % unter dem Zielwert – und der Zielwert liegt über unserem Schalenergebnis und auch über derselben Wand, gelöst als konvergierter Rotationskörper aus Volumenelementen (89.56 MPa). Gegenüber diesem Volumenmodell weichen unsere Schalenergebnisse um 2.1 % (LE7) und 1.8 % (LE8) ab: Das ist, was ein dünnwandiges Schalenmodell einer so dicken Wand vernachlässigt, kein Solverfehler.
Der Zielwert von 50 MPa gilt für die unendliche Scheibe; die Platte im Modell ist endlich, und die geschlossene Lösung für die endliche Platte (Lamé) ergibt 50.5 MPa. Davon weicht Tessera um 0.21 % ab. (Hinweis: Die Abmessungen von T1 werden derzeit mit der ursprünglichen Aufgabenstellung abgeglichen; diese Zeile kann sich noch ändern.)
NAFEMS LE1
Ebener Spannungszustand, σyy bei D
92.84 MPaNAFEMS LE2
Schale, Umfangsspannung an der Außenseite
60 MPaNAFEMS LE3
Schale, uₓ in A
0.18477 mNAFEMS LE5
Schalen-Z-Profil, σxx in A, Mittelfläche
-110.6 MPaNAFEMS LE6
Schiefe Schalenplatte, σ₁ in E, Unterseite
0.8037 MPaNAFEMS LE7
Rotationssymmetrische Schale, σzz bei D, Außenseite
25.81 MPaNAFEMS LE8
Rotationssymmetrische Schale, Umfangsspannung bei D, Außenseite
91.19 MPaNAFEMS LE9
Verzweigte rotationssymmetrische Schale, σzz in C, Außenseite
-317.4 MPaNAFEMS LE10
Dicke Platte (3D-Volumen), σyy bei D
-5.388 MPaNAFEMS LE11
Rotationskörper, erwärmt mit T = r + z, σzz in A
-105.5 MPaNAFEMS T1
Hot Spot im ebenen Spannungszustand, σyy bei D
50.61 MPaNAFEMS T2
Wärmeleitung mit Strahlung, Temperatur des strahlenden Endes
927 KNAFEMS T3
Instationäre Wärmeleitung, Temperatur bei x = 0.08 m, t = 32 s
36.603 °CNAFEMS T4
Wärmeleitung mit Konvektion, Temperatur in E
18.254 °C01 / DER ABLAUF
Wählen Sie einen Schritt, um ihn unten zu öffnen. Nichts geschieht im Verborgenen: Jeder Schritt hinterlässt eine Zeile im Befehlsprotokoll.
01
Import
STEP importieren; Körper werden aufgelistet, unterdrücken Sie, was Sie nicht brauchen.
02
Netz
Tet10, Hex20, hexaederdominant oder Quad-Schale.
03
Steuerung
Netzgröße dort, wo es darauf ankommt; zuerst die Qualität prüfen.
04
Kontakt aufnehmen
Kontakte gefunden; Seite A und B am Modell.
05
Lösen
Statisch, modal, Knicken, thermisch.
06
Konvergieren
Verfeinern, bis sich der Wert nicht mehr bewegt.
02 / WAS ES LEISTET
Quadratische Volumenelemente und Viereckschalen, erzeugt aus dem importierten CAD. Sweepfähige Blöcke werden zu Hexaedern, der Rest zu Tet10, und beide werden exakt gekoppelt.
Schale: Flächenkörper unverändert vernetzt; 1,020 Vierecke, 0 Dreiecke; 1 von 1 Flächen als Raster vernetzt, 2 runde Löcher in Ringen


Dort verfeinern, wo sich Spannungen konzentrieren, sonst grob bleiben — und die Qualität des Netzes sehen, bevor Sie rechnen.
Flächenvernetzung 1 auf 1 Fläche(n)Tessera verfeinert ausgehend von dem Netz, das Sie verwendet haben, macht weiter, solange sich das Ergebnis noch bewegt, und übernimmt das gröbste Netz, das mit dem feinsten übereinstimmt — und löst dort erneut.
Konvergenz;Netze(4);letzter Schritt(0.23%);konvergiert


Statt einer Liste von Namen zwei Fragen: Kann es sich lösen, und kann es gleiten? Verbunden und gleitend funktionieren heute; Kontakte, die sich öffnen, kommen mit dem nichtlinearen Solver.
Kontakte;gefunden(2);Suche(0.100 mm);als(verbunden);Fläche(5,702 mm²);größter Spalt(0.000 mm)Volumenkörper und Schalen unter Lagern und Lasten — Ergebnisse mit Legendenbegrenzung und dem Verformungsmaßstab direkt in der Ansicht.
Lösung;fertig;max. Verschiebung(0.22094 mm);max. von Mises(134.5 MPa)Eigenfrequenzen und Eigenformen mit denselben Lagerungen und Kontakten wie in der Statik — und, ausgehend von einer statischen Last, die Frequenzen des belasteten Tragwerks.
Modal;fertig;f1(212.76 Hz);f2(872.02 Hz);f3(1,299.7 Hz)Der Lastfaktor, bei dem die Struktur knickt, aus (K + λ·Kg)φ = 0 auf Basis des statischen Spannungszustands – für Volumen, Schalen und Balken.
Knicken;fertig;λ1(6.4876);λ2(14.548)Stationäre und instationäre Wärmeleitung — Temperaturen, Wärmeübergänge, Strahlung, Kontaktleitwert — und das Temperaturfeld als Last an eine statische Analyse übergeben, gemessen vom spannungsfreien Zustand.
Bilanz;Wärmezufuhr 63,674 mW, alle Bedingungen summiert 2.3e-09 mW;innerhalb 3.6e-14 des Wärmestroms03 / EIN BILDSCHIRM, GENAU GELESEN
Eine Aufnahme des Netzes und seiner Konvergenzstudie. Klicken Sie auf eine Markierung.
04 / GALERIE
WARUM WIR ES ENTWICKELN
Analysen sind unser Beruf. Das Schwierige ist fast nie der Solver — sondern Monate später und gegenüber einem Dritten zu zeigen, dass man dem Ergebnis vertrauen kann.
DAS PROGRAMM
Das Qualitätsfenster liest das Netz, bevor irgendetwas gelöst wird: Seitenverhältnis, Jacobi-Verhältnis und Verzerrung (Skewness), jeweils als Histogramm mit Minimum, Mittelwert und Maximum. Ein Klick auf einen Balken wählt die betreffenden Elemente im Modell aus – so ist ein schlechter Wert eine Stelle, die man sich ansehen kann, und keine Zahl in einer Tabelle. Die Konvergenzstudie läuft auf demselben Netz und meldet, ob sich das Ergebnis nicht mehr ändert.
Kontakte werden beim Vernetzen einer mehrteiligen Geometrie automatisch erkannt. Statt einer Liste von Bezeichnungen stellt das Panel zwei Fragen – können sich die Teile voneinander lösen, und können sie aufeinander gleiten? –, und die Antwort bestimmt den Typ. Der ausgewählte Kontakt wird am Modell dargestellt: Seite A orange, Seite B cyan, die übrige Baugruppe durchscheinend. Reichweite und Spalt werden je Kontakt eingestellt, und das Panel zeigt an, wie viele Knoten gekoppelt wurden.
Ein Fenster: Modellbaum, Werkzeugleiste, Ergebnis und Legende. Jedes Ergebnis behält seine eigene Skalenbegrenzung, sodass eine geänderte Skala bei der Verschiebung die von-Mises-Skala unverändert lässt. Das Aufnahmefeld rechts exportiert die Abbildung in Berichtsgröße mit transparentem Hintergrund, und die Diagramme in der Ansicht kommen genau dort ins Bild, wo sie auf dem Bildschirm stehen. Die Konsole oben führt das Befehlsprotokoll — die Antwort auf „Wie sind Sie zu diesem Ergebnis gekommen?“.
WIE WIR ES BAUEN
WORIN WIR UNS UNTERSCHEIDEN WERDEN
Wir vergleichen uns mit keinem namentlich genannten Produkt – wir sagen, welchen Maßstab wir an uns selbst anlegen.
WER ES ENTWICKELT
Wir führen Finite-Elemente- und Strömungsanalysen als Beratungsleistung durch — Festigkeitsberechnung (FEA), CFD, Schwingungen und NVH, Thermik und Akustik — von der Konzeptvalidierung bis zur behördlichen Zulassung, seit 2 Jahren. Tessera gibt es, weil wir in unseren eigenen Projekten immer wieder an dieselben Grenzen stoßen und weil wir bereits wissen, was ein Ergebnis überstehen muss: einen Kunden, einen unabhängigen Prüfer und eine Zulassungsstelle.
Was wir für Kunden tun →WÄHREND WIR ENTWICKELN
Kleine Werkzeuge für jeweils einen Zweck, die wir kostenlos veröffentlichen. Sie laufen auf demselben Solver-Kern und derselben Verifikationssuite und brauchen kein Konto.
FRÜHER ZUGANG
Sagen Sie uns, was Sie berechnen. Wir öffnen den Zugang Stufe für Stufe, und die frühe Gruppe entscheidet mit, was als Nächstes gebaut wird.