Initial Penetration Removal

Bei der unabhängigen Vernetzung von Fahrzeugmodelldaten aus der CAD-Welt in ein Finite Elemente Netz kommt es an kurvigen Flanschen häufig zu Initialien Penetrationen; das heißt, zwei oder mehrere polygonale Flächen, die zum Beispiel jeweils Bauteile mit einer festgelegten Blechdicke repräsentieren, liegen räumlich so nahe beieinander, dass die Bleche sich aufgrund ihrer Dicke durchdringen würden.
Folglich würden in einer Simulation, die dieses Fahrzeugnetz als Ausgangsdatensatz erhält, initiale Kräfte auftreten, was wiederum die Simulationsergebnisse verfälschen würde. Daher ist der Berechnungsingenieur bemüht, solche Bereiche, in denen Initiale Penetrationen auftreten, zu ermitteln und die Bauteilnetze dahingehend zu modifizieren, dass vor dem Simulationsstart alle Initialen Penetrationen beseitigt sind.

Mit crashViewer ist der Berechnungsingenieur in der Lage, zunächst den minimalen Knoten-Element-Abstand zu berechnen und anschließend farblich zu visualisieren. Dabei wird von jedem Knoten im gesamten Modell der geringste Abstand zu den vernetzten Flächen der anderen Bauteile ermittelt. Diese skalare Größe, die dann an jedem Punkt vorliegt, wird schließlich über eine Farbtabelle auf eine Texturkoordinate abgebildet, so dass der minimale Knoten-Element-Abstand mit Hilfe einer eindimensionalen RGB-Textur in Form von Farbbändern visualisiert werden kann.

Im Hinblick auf die Austauschbarkeit von Bauteilnetzen durch weiterentwickelte Varianten ist es wichtig, die Netzmodifikation beim Initial Penetration Removal auf die hinzugekommenen Bauteilvarianten beschränken zu können. Dafür bietet crashViewer einen Selektionsmechnismus, um diejenigen Bauteile zu spezifizieren, deren Knotenkoordinaten verschoben werden dürfen.

Das große Bild in der Mitte zeigt drei benachbarte Bauteile, um deren Flansche der minimale Knoten-Element-Abstand visualisiert wird. Dabei zeigt die Farbe Rot eine Unterschreitung des zuvor spezifizierten Mindestabstandes an; das heißt, in diesen Bereichen treten Initiale Penetrationen auf.
Die vergrößerten Bildausschnitte zeigen den Flanschabstand jeweils vor und nach dem Initial Penetration Removal.