Freiform-Strukturen mit NURBS

NURBS-Struktur und FEM-Netz
NURBS-Struktur und FEM-Netz

Zur Eingabe von Freiform-Strukturen stehen NURBS-Kurven, -Flächen und -Volumen zur Verfügung (Non-Uniform Rational Basic-Spline). Hiermit lassen sich sehr einfach Strukturen erstellen, die keiner Regelgeometrie entsprechen. Auf den NURBS können sofort Elementnetze generiert werden.

NURBS-Flächenstruktur und FEM-Netz
NURBS-Flächenstruktur und FEM-Netz
NURBS-Volumen
NURBS-Volumen

Vielfältige Funktionen erlauben die einfache Behandlung von sehr komplexen Strukturen. So können z.B. ganz leicht beliebige Rotationsflächen generiert oder Volumenkörper extrudiert werden.

NURBS-Kurve mit Kontrollpunkten
NURBS-Kurve mit Kontrollpunkten
Bewegen eines Kontrollpunktes
Bewegen eines Kontrollpunktes

Eine NURBS-Kurve wird durch ein Kontrollpolygon beschrieben. Der Grad des NURBS gibt dabei an, wie stark sich dieser an das Polygon anschmiegt. Durch bloßes Verschieben der Kontrollpunkte kann der NURBS in nahezu jede beliebige Form verzerrt werden.

Im nachfolgenden Beispiel wird ein FEM-Netz mit Hilfe einer NURBS-Fläche generiert.

Die NURBS-Kurven dienen als Erzeugende
Die NURBS-Kurven dienen als Erzeugende

Als Erzeugende für die NURBS-Fläche dienen hier die NURBS-Kurven.
Diese werden direkt durch die Definition der Kontroll- oder Interpolationspunkte eingegeben.

für die NURBS-Fläche
für die NURBS-Fläche

Durch die gewählten Kurven wird anschließend eine NURBS-Fläche gelegt. Über die Kontrollpunkte kann die Fläche weiter manipuliert werden.

Vernetzung der NURBS-Fläche
Vernetzung der NURBS-Fläche

Die NURBS-Fläche wird direkt vernetzt. Auf diese Weise können auch komplizierte Strukturen sehr leicht abgebildet werden.