Volumennetze sind für mechanische, strömungstechnische, thermische, elektrische Simulationen und weitere Anwendungen weit verbreitet.

Dieses Modul

• ist ein einfach zu bedienendes Werkzeug zur Erstellung genauer und qualitativ hochwertiger Tetraeder-Volumennetze direkt aus dem CT-Scan zur weiteren Verwendung in Drittanbieter-FEM-Simulationsoftware;
• basiert auf der subvoxelgenauen, lokal adaptiven Oberflächenbestimmung*;
• basiert auf Algorithmen, die direkt auf den Volumendaten des CT-Scans arbeiten, sodass kein Oberflächennetz als Zwischenstufe erstellt werden muss und somit die maximale geometrische Genauigkeit erhalten bleibt;
• eignet sich für Scans von Einzelmaterial- und Multimaterialkomponenten oder -Materialproben.

* Erfordert das Modul Koordinatenmesstechnik 

Sie können die Netzqualität in Bezug auf spezifische Qualitätsanforderungen an die Elemente steuern und verbessern, indem Sie Zielparameter für die Netzoptimierung festlegen.

Wählen Sie eines der folgenden Kriterien aus:

• max./min. Elementgröße
• Kantenverhältnis
• Verhältnis Kante/Höhe
• Collapse
• Stretch
• Formfaktor
• kleinster Flächen-Eckwinkel
• größter Flächen-Eckwinkel
• min. Kantenlänge

Mit den Histogrammen für jedes Qualitätskriterium und der Darstellung dieser Kriterien im Netz können Sie die Netzqualität eindeutig überprüfen und beurteilen.

Um eine bessere Genauigkeit der Simulationsergebnisse zu erzielen, können die Netze in festgelegten Bereichen lokal verfeinert und dabei gleichzeitig die Anzahl erzeugter Elemente begrenzt werden. Dabei sorgen die bekannten ROI-Werkzeuge in VGSTUDIO MAX für einen effizienten Workflow.

Die Vernetzung von dünnen Bereichen eines Volumens ist jetzt genauer denn je. Durch die Festlegung der Anzahl der Tetraederelemente können Sie die Genauigkeit des Netzes erheblich verbessern.

Zur Vorbereitung für die Anwendung verschiedener Randbedingungen, z. B. Belastungen, Befestigungen oder Kontaktbereiche, in Drittanbieter-FE-Software ermöglicht es Ihnen das Modul Volumenvernetzung, Tetraederelementmengen, Knoten oder Facetten anhand von ROIs (engl. „region of interest“) zu definieren und zu exportieren. Das generierte Netz berücksichtigt dabei den Umriss der ROIs. Durch das Festlegen von FE-Objektmengen auf den CT-Daten in VGSTUDIO MAX wird ein möglicher Verlust von geometrischen Informationen vermieden und ein hoher Grad geometrischer Genauigkeit nach dem Export in Drittanbieter-FEM-Simulationssoftware sichergestellt.

Das Modul Volumenvernetzung ermöglicht es Ihnen, unverbundene Elementmengen effizient zu identifizieren, darzustellen und zu entfernen, um ein „sauberes“ FE-Netz ohne Partikel zu generieren.

Erstellen Sie Tetraedernetze für Bauteile mit scharfen Kanten, um eine genauere Darstellung der Komponentengeometrie mit einer deutlich geringeren Anzahl an Tetraederelementen zu erhalten. Durch Aktivieren dieser Option identifiziert der Algorithmus scharfe Kanten im Bauteil und erzeugt ein Netz, das diese Kanten durch Ausrichtung der Finite-Elemente-(FE-)Knoten auf diesen Kanten wiedergibt.

Sie können ganz einfach die durch eine Porositäts- oder Faserverbundwerkstoffanalyse ermittelten Mikrostrukturinformationen für die FEM-Simulation verwenden. Komponenten des Faserorientierungstensors zweiter Ordnung und Faservolumenanteile sowie Porositäts- und Grauwerte können auf das Tetraedernetz gemappt und exportiert werden.

Makroporosität kann im Volumennetz geometrisch dargestellt werden, indem die Ränder der Makroporen als interne Oberflächen behandelt werden, die beim Vernetzen berücksichtigt werden. Darüber hinaus kann Mikroporosität als Volumenanteil der Mikroporen pro Netzzelle auf das Volumennetz gemappt und im .csv-Format exportiert werden, welches wiederum für die weitere Bearbeitung direkt in einen FE-Solver, beispielsweise Digimat, importiert werden kann.

Das Tetraedernetz kann für FE-Simulationen mit linearen TET4- oder quadratischen TET10-Elementen in den Formaten Abaqus (.inp), Patran (.pat) und Nastran (.bdf) exportiert werden.

Safran, ein internationaler High-Tech-Konzern und Tier-1-Lieferant von Systemen und Geräten im Bereich Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung, verglich die Lösungen zur Volumenvernetzung verschiedener Anbieter und stellte fest, dass das Modul Volumenvernetzung für VGSTUDIO MAX 3.4.4 die besten Ergebnisse unter den untersuchten Methoden lieferte. Das Unternehmen hat die Volumenvernetzung von Computertomographie-(CT-)Daten explizit im Rahmen einer Doktorarbeit untersucht.