Eine konzentrierte Masse ist eine Belastung, die in allen linearen und nichtlinearen Strukturanalysen auf einen Knoten angewendet werden kann. Sie stellt die Masse eines zugeordneten Bauteils oder einer Unterbaugruppe dar, das bzw. die nicht in die Modellgeometrie einbezogen wurde.

Mithilfe einer konzentrierten Masse kann der Translation oder Drehung eines Knotens widerstanden werden. Um einer Drehung zu widerstehen, muss die konzentrierte Masse einem Element, das Rotations-Freiheitsgrade (Balken und Schalen) unterstützt, zugeordnet werden. Für Elemente mit fünf Freiheitsgraden, wie beispielsweise Schalen (nicht den Freiheitsgrad für Drehung um die Achse senkrecht zum Element), eine konzentrierte Masse wird nur im können Sie den Widerstand für die beiden anderen Achsen.

Anwenden von konzentrierter Masse

Wenn Sie Knoten ausgewählt haben, können Sie mit der rechten Maustaste in den Anzeigebereich klicken und das Pulldown-Menü Hinzufügen auswählen. Wählen Sie den Befehl Punktmasse an Knoten. Sie können auch über den Multifunktionsleistenbefehl (Setup Lasten Gewicht) auf diese Last zugreifen.

Wählen Sie das entsprechende Optionsfeld im Abschnitt Masseneingabe, um zu ermitteln, ob die Eingabewerte der konzentrierten Masse in Einheiten von Kraft oder Masse (=Gewicht/Schwerkraft) definiert sind. In nichtlinearen Analysen sind nur die Masseeinheiten zulässig (die Option Krafteinheiten ist deaktiviert).

Wenn die konzentrierte Masse in alle Richtungen gleichmäßig wirksam ist, aktivieren Sie das Kontrollkästchen Einheitlich, und legen Sie die Größe der Masse im Feld X-Richtung im Abschnitt Masse/Gewicht fest. In der Regel wird bei meisten Anwendungen davon ausgegangen, dass eine Masse gleichmäßig in alle Richtungen wirkt. Wenn vorausgesetzt wird, dass die konzentrierte Masse an den drei Translationsrichtungen unterschiedliche Größen aufweist, deaktivieren Sie das Kontrollkästchen Einheitlich, und geben Sie die entsprechenden Werte in die Felder X-Richtung, Y-Richtung und Z-Richtung im Bereich Masse/Gewicht ein. Wenn sich beispielsweise eine Masse (wie ein Auto) auf Rädern auf einem Schiffsdeck befindet, können Sie davon ausgehen, dass die Bewegung des Decks in Fahrtrichtung die Masse des Autos in dieser Richtung nicht effektiv beschleunigt (weil sich die Räder leicht drehen). In diesem Fall geben Sie Null oder eine geringere Größe für die Richtung an.

Wenn die konzentrierte Masse in Drehrichtungen wirksam sein soll, geben Sie die entsprechenden Werte in die Felder X-Richtung, Y-Richtung und Z-Richtung im Bereich Massenträgheitsmoment ein. Mit Ausnahme von kugelförmigen Objekten oder normalen Würfeln, wird sich hier das Massenträgheitsmoment normalerweise an den drei Achsen erheblich unterscheiden.

Wie sich die Massen- und Trägheitsmomente in den verschiedenen linearen Analysetypen und für globale oder lokale Koordinatensysteme verhalten, wird Sie in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Analysetyp		Masse Gewicht	Massenträgheitsmoment
Statische Spannung mit linearen Materialien	Globale Koordinaten	Mit Schwerkraft werden Massen mit Fi=m_i x g_i in Kräfte umgewandelt, wobei i die X-, Y- und Z-Richtungen und g die Gravitationskonstante mal den Multiplikator ist. Mit Zentrifugallasten werden Massen mit F_i=mi x ai in Kräfte umgewandelt, wobei i die X-, Y- und Z-Richtungen und a die Beschleunigung (r x w²) ist.	Bei der Zentrifugalbeschleunigung werden Trägheiten durch T_i=I_i x a_i in Drehmomente umgewandelt, wobei i für die X-, Y- und Z-Richtung und a für die Winkelbeschleunigung steht.
Statische Spannung mit linearen Materialien	Lokale Koordinaten	Masse verhält sich so, als ob die Eingabe in globalen Koordinaten erfolgt, nicht in lokalen Koordinaten.	Mit der Zentrifugalbeschleunigung werden Trägheiten durch T_i=I_ixa_i in Drehmomente umgewandelt, wobei i die entsprechende Richtung und a die Winkelbeschleunigung ist.
Lineare Eigenfrequenz (Modalanalyse)	Globale Koordinaten	Massen folgen dem globalen Koordinatensystem und wirken sich auf die Schwingung in der entsprechenden Richtung aus.	Trägheiten folgen dem globalen Koordinatensystem und wirken sich auf die Schwingung in der entsprechenden Richtung aus.
Lineare Eigenfrequenz (Modalanalyse)	Lokale Koordinaten	Massen folgen dem lokalen Koordinatensystem und wirken sich auf die Schwingung in der entsprechenden Richtung aus.	Trägheiten folgen dem lokalen Koordinatensystem und wirken sich auf die Schwingung in der entsprechenden Richtung aus.
Lineare Eigenfrequenz (Modal) mit Lastversteifung	Globale Koordinaten	Lastversteifungseffekte aufgrund der konzentrierten Masse werden nicht berücksichtigt. Massen folgen dem globalen Koordinatensystem und wiken sich auf die Schwingung in die entsprechende Richtung aus.	Trägheiten folgen dem globalen Koordinatensystem und wirken sich auf die Schwingung in der entsprechenden Richtung aus.
Lineare Eigenfrequenz (Modal) mit Lastversteifung	Lokale Koordinaten	Lokale Koordinatensysteme nicht unterstützt.	Lokale Koordinatensysteme nicht unterstützt.
Kritische Knicklast	Globale Koordinaten	Mit Schwerkraft werden konzentrierte Massen nicht berücksichtigt. Mit Zentrifugallasten werden Massen mit fi=m_i x a_i in Kräfte umgewandelt, wobei i die X-, Y- und Z-Richtung bezeichnet und a die Beschleunigung (r x w²).	Massenträgheitsmoment hat keine Wirkung.
Kritische Knicklast	Lokale Koordinaten	Lokale Koordinatensysteme nicht unterstützt.	Lokale Koordinatensysteme nicht unterstützt.
Transiente Spannung (Direktintegration)	Globale Koordinaten	Trägheitseffekte folgen dem globalen Koordinatensystem.	Trägheiten folgen dem globalen Koordinatensystem und wirken sich auf die Bewegung in die entsprechende Richtung aus.
Transiente Spannung (Direktintegration)	Lokale Koordinaten	Trägheitseffekte folgen dem lokalen Koordinatensystem.	Trägheiten folgen dem lokalen Koordinatensystem und wirken sich auf die Bewegung in die entsprechende Richtung aus.

Für nichtlineare Analysen werden globale und lokale Koordinatensysteme für alle Analysetypen unterstützt und wirken sich wegen der konzentrierten Massen entsprechend auf die strukturellen Ergebnisse aus.

AnmerkungWeitere Informationen zum Anwenden von Knotenlasten an doppelten Knoten finden Sie unter Lasten und Abhängigkeiten.

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