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Pfähle

Pfähle sind runde Bauteile. Bei der Verwendung der Mehrphasen-Theorie, bei der die Geometrie nur durch das lineare 8-Knoten-Hexaederelement angenähert wird, ist die Abbildung der Rundung nur durch die Annäherung als n-Eck möglich. Die Anzahl der Elemente innerhalb des Pfahls kann variabel gehalten werden.

Abbildung: Pfähle in a),b) feinen Netzen, c) groben Netzen
a) b) c)
$\textstyle \parbox{40mm}{\psfig{figure=geo/pfahl_dick.ps,width=40mm}}$ $\textstyle \parbox{40mm}{\psfig{figure=geo/pfahl_2.ps,width=40mm}}$ $\textstyle \parbox{40mm}{\psfig{figure=geo/pfahl_duenn.ps,width=40mm}}$

Bei der Generierung der Pfähle wird zwischen feinen und groben Netzen unterschieden. Hierfür wird das Verhältnis des Pfahldurchmessers zur angestrebten Elementgröße in der Umgebung bestimmt.

Bei groben Netzen werden in jeder Elementschicht des Pfahls nur vier Elemente generiert. Hieraus folgt, dass der Pfahl auch außen nur maximal acht Kanten haben kann und somit als Achteck generiert wird (Abbildung 5.8 c)). Im Dreiecknetz wird ein Loch in der Form eines Quadrates erzeugt. Nach der Generierung der Pfahlelemente werden die mittleren Knoten auf den Kanten des vorherigen Loches auf die Kreisfläche gezogen, wodurch aus dem viereckigen Querschnitt ein achteckiger Querschnitt entsteht. Ein Glätten des umgebenden Netzes ist anschließend notwendig.

Pfähle in feine Netze werden ebenfalls durch das Herausschneiden eines Loches erzeugt. Im Gegensatz zu den Pfählen in groben Netzen wird hier das Loch im Netz immer als Achteck oder 16-Eck erzeugt. Die Hexaederelemente innerhalb der Pfähle werden nach vorgegebenen Mustern dreidimensional erzeugt. Eine anschließende Ausrundung des Loches wird durchgeführt. Außerdem wird das Netz in der Umgebung und unterhalb des Pfahls geglättet. Durch die Vorgabe von verschiedenen Mustern ist es möglich, recht einfach die Qualität der Diskretisierung des Pfahls zu ändern. Bei einfacheren Anforderungen an das Elementnetz ist die Diskretisierung nach Abbildung 5.8 a) ausreichend, bei höheren Anforderungen ist z.B. die Verwendung des Netzes in Abbildung 5.8 b) möglich.


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