Das Abaqus OEBT-Plug-in: Flexible Reduktion von FEM-Ergebnisdateien

Die CAE-Datei der Nietverbindung "doc_lap_joint_2018.cae" stellen wir Ihnen gerne zur Verfügung, wenn Sie die dargestellten Schritte schnell nachvollziehen möchten. Die CAE-Datei ist auf Basis des Python-Skriptes "gsi_lap_joint_caemodel.py" erstellt, mit dem das Finite-Elemente-Modell angelegt ist. Es ist Bestandteil der Grundlagenschulung Getting Started with Abaqus/CAE und kann über Install Courses (siehe Abb. 1) abgerufen werden.

Das Finite-Elemente-Modell modelliert zwei Aluminiumbleche, die mit einem Niet aus Titan miteinander verbunden sind (siehe Abb. 2). Abgesehen vom Initial Step sind zwei Steps angelegt, mit denen das Modell weggesteuert verformt wird. Während im ersten Step mit CDISP, CF, CSTRESS, LE, PE, PEEQ, PEMAG, RF, S, und U eine Vielzahl an Zustandsgrößen für das gesamte Modell angefordert wird, ist im zweiten Step der Field-Output-Request auf LE, PE, S und U bereits reduziert. In beiden Steps werden die jeweils angeforderten Zustandsgrößen für jedes Berechnungsinkrement abgelegt. Mit der Berechnung sind im ersten Step zehn, im zweiten Step sechs Frames in der zu reduzierenden ODB-Datei angelegt, für jedes Berechnungsinkrement ein Frame.

Das GUI des OEBT Plug-in wird im Abaqus-Modul Visualization über das Hauptmenü aufgerufen (siehe Abb. 3). An dieser Stelle ist auf das NVH Plug-in hingewiesen, mit dem die Dynamik von Strukturen im Frequenzbereich analysiert werden kann. Es ist im Artikel Strukturdynamik - Abaqus und sein NVH-Tool näher beschrieben.

In der ODB Extractor and Builder Dialogbox kann man in den Feldern Model Features und Result Features zunächst ganz grundlegend einstellen, welche Art von Modelldaten man in der reduzierten ODB-Datei künftig abrufen kann - Geometriedaten und Materialparameter und/oder Berechnungsergebnisse. Daraus resultierend werden die jeweils zugehörigen Registerkarten aktiv oder inaktiv angezeigt. Liegt bereits eine JSON-Datei vor, mit der die Extraktion alternativ konfiguriert werden kann, können frühere Einstellungen schnell erneut angewendet werden. Die JSON-Datei ist erforderlich, wenn die Extraktion alternativ mit

Die Registerkarte Mesh ist stets aktiv. Mit der Option Currently Displayed speichern Sie den Teil des Finite-Elemente-Modells ab, der aktuell im Arbeitsbereich dargestellt ist. Was im Arbeitsbereich dargestellt ist, wird komfortabel über die Funktion Create Display Group eingestellt (siehe Abb. 4). In der zugehörigen Dialogbox können mit Item > Part instances schnell einzelne Bestandteile des Produktes herausgefiltert werden. Da Bereiche mit erhöhter Beanspruchung in der Regel von besonderem Interesse sind, ist hier noch auf die Selektionsmethode Item > Elements > Result value hingewiesen. Mit Result value können Sie die finiten Elemente darstellen, die innerhalb eines bestimmten Wertebereichs einer frei wählbaren Zustandsgröße liegen.

Betrachten wir nun die zweite Registerkarte. Die Art und Anzahl der Sets, die Sie extrahieren (Node Sets, Element Sets, Surface Sets) wird in den meisten Fällen von untergeordneter Bedeutung sein, so dass ich gleich zur Registerkarte Properties wechsle (siehe Abb. 5). Hier ist die mittlere Spalte hervorzuheben. Mit dem OEBT Plug-in können Sie Materialbereiche, die zum Verständnis eines Teilmodells nicht erforderlich sind, ausblenden. Schaltet man unter Materials auf Nullify Selected um, sind die ausgewählten Materialien in der reduzierten ODB-Datei nicht mehr sichtbar.
 

Haben Sie kein anisotropes Material, keine laminare Struktur und auch keine Schale, sollte der Reiter Datums nicht weiter von Interesse sein, so dass ich gleich auf die Berechnungsergebnisse näher eingehe. Den allgemein gültigen Fall hat man, wenn man unter Steps and Frames auf Select Below umschaltet (siehe Abb. 6). Zunächst wählt man den Step und dann den Frame aus zu dem man Berechnungsergebnisse extrahieren möchte. Wenn dann anschließend die Schaltfläche Update frame selection gedrückt wird, wird die Auswahl im Bereich Current individually selected Steps / Frames angezeigt.

Sind die relevanten Steps und Frames ausgewählt, können mit der Registerkarte Field Outputs die zu erhaltenden Zustandsgrößen zugewiesen werden (siehe Abb. 7). Auch hier bestätigt das GUI die Auswahl im unteren Bereich der Registerkarte. Da ein History Output (Zeitverlauf einer Zustandsgröße an einem Punkt) gegenüber einem Field Output viel weniger Speicher in Anspruch nimmt, können entweder alle History Output Requests in der reduzierten ODB-Datei berücksichtigt werden oder keiner. Dies ist bereits mit der Aktivierung beziehungsweise der Deaktivierung von History Outputs festgelegt, so dass die zugehörige Registerkarte nicht weiter besprochen wird.

Mit der zunehmenden Größe von Finite-Elemente-Modellen und deren Ergebnisdateien sollte das OEBT Plug-in ein nützliches Werkzeug für Sie sein. Es ist über die "Simulia Learning Community" erhältlich. Alternativ können Sie auch gerne unseren Fach-Vertrieb ansprechen. Er wird Ihnen die erforderlichen Dateien, zusammengefasst im Ordner "OEBT_v2.2.0.zip", einschließlich Dokumentation und Beispiel, gerne zukommen lassen. Zur Installation extrahieren Sie den gezippten Ordner einfach in das Abaqus-Plug-in-Verzeichnis (vergleiche Abb. 8). Hinweis: Kompatibilität ist ab der Abaqus/CAE-Version 2018HF3 gegeben (ältere Versionen sind nicht getestet).