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Hallo,

Ich habe gerade ein relativ kleines System mit 252 Freiheitsgraden modelliert. Für eine weitere Rechnung benötige ich alle Eigenfrequenzen des Systems, also 252 an der Zahl. Ansys spuckt mir aber nur 210 Eigenfrequenzen aus.
Woran kann das liegen?
Ist die Anzahl der berechenbaren Eigenfrequenzen bei Ansys begrenzt?

Gruß Mario

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die eingespannten DOF's muessen Sie subtrahieren

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Gruesse,
Frank Exius
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Hallo,

zunächst mal vielen Dank für die Antwort.
Mein Balken hat 45 Knoten à 6 DOF, also 270 DOF im ungefesselten Zustand. Der Balken ist an 3 Knoten fest eingespannt, so dass ich auf 252 DOF komme.
Obwohl ich die eingespannten Freiheitsgrade bereits abgezogen habe, liefert mir Ansys dennoch nur 210, statt den erwarteten 252  Eigenfrequenzen.
Woran kann es noch liegen?

Ich habe versucht die Eigenfrequenzen eines gröber vernetzten Balkens zu berechnen. Auch dort trat das gleiche Phänomen auf. Trotz den jetzt 12 uneingespannten DOF berechnet mir Ansys nur 10 Eigenfrequenzen.

Gruß Mario Preis

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beam_testEF.txt

Falls es jemand testen möchte habe ich die zugehörige Textdatei in den Anhang gelegt.

Gruß Mario

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beim SHELL Element ist der 'out-of-plane' Rotations-DOF
(drilling DOF ROTZ in Elementkoordinatensystem) ebenfalls abzuziehen,
da dieser keine echte Struktursteifigkeit besitzt.

Auch fuer 2D wie 3D BEAM wird hier (Version 10) korrekt
die Zahl der Moden ermittelt (Anzahl der freien DOF).

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Frank Exius
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Das klingt logisch..vielen Dank.
Ich möchte aber weiterhin mit den Shell63-Elementen arbeiten. Eine Möglichkeit das "Problem" mit dem ROTZ-DOF zu umgehen wäre zum Beispiel mit den Keyoptions 7 und 8 die rotatorischen DOF zu deaktivieren. Leider bleibt die Dimension der Bewegungsgleichung aber immernoch gleich. Anstelle der eliminierten ROT-DOF tauschen in der M-Matrix Nullen auf.
Kennen Sie einen Weg wie nur die gewünschten DOF (x,y,z) in der Bewegungsgleichung auftauchen? 

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fuer die Modenextraktion, fuer ANSYS und FEM allg.
existiert hier ja kein Problem: was ist denn das Ziel der Sache.

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Das Problem sieht folgendermaßen aus:

Ich möchte eine aus Shell63-Elementen bestehende Struktur mit Piezos ausstatten und mit Simulink regeln. Dabei ist es nötig die Ordnung der Bewegungsgleichung zu reduzieren. Dazu benutze ich zum einen Mor4Ansys und zum anderen möchte ich versuchen die Ordnung modal "zu Fuß" mit kleinen selbstgeschriebenen Matlab-Funktionen zu reduzieren.

Um die Reduktionsverfahren mit dem vollständigen Modell zu vergleichen, vergleiche ich die Eigenfrequenzen, welche mir Ansys ausgibt mit denen der reduzierten Modelle. Bei dem mit Mor4Ansys reduzierten Modell ist das kein Problem, da ich die Eigenfrequenzen direkt ausgegeben bekomme. Bei dem modal reduzierten Modell, muss ich die Eigenfrequenzen allerdings aus den reduzierten M bzw K-Matrizen ermitteln.

Um diese zu bekommen benötige ich die Modalmatrix und die Matrizen der BGL des Ansysmodells. Die Modalmatrix zu bekommen war kein Problem und die vollen Matrizen der BGL erhalte ich aus Mor4Ansys, was mir die die *.full und *.emat-Dateien "übersetzt".
Dabei ist nun das Problem aufgetaucht, dass in der Massenmatrix wegen rotz-DOF lauter Nullen (Singularitäten) in den jeweiligen Zeilen und Spalten aufgetreten sind, was es mir unmöglich macht die Eigenfrequenzen zu ermitteln.

Wie kann ich es nun erreichen, dass ich in den Matrizen der Struktur der unnütze Freiheitsgrad rotz nichtmehr auftaucht, also die Zeilen Spalten mit den Nullen verschwinden?
Ich kann zwar alle rotatorischen DOF mit der Keyoptions 7 und 8 ausschalten, jedoch werden sie in den Matrizen immer noch als Nullen berücksichtigt.

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im ungedaempften M*a+K*u=F System kann man die Null belegten Reihen  [u] und [a] und korrespondierende Spalten [K] und [M] streichen (wenn ich mich recht erinnere.. ) In wieweit das auf die char. Gleichung Eigenwertproblem uebertragbar ist, da muesste ich nochmal Eigenwertproblem behandelnden Text aufschlagen.

Waere es nicht denkbar die 'kondensierten' M,K aus einer 'reduced harmonic' Analyse zu extrahieren. Welche lediglich Master-DOF's benutzt und damit im Vergleich mit vollem DOF-Satz ein stark reduziertes System erzeugt. Damit ggf in die Naehe der Recheneffizienz mor4ansys Model kommt. Sehe keinen mit mor4ansys vergleichbaren Rechenvorteil in der Vorgehensweise lediglich 'tote' DOF's zu eliminieren (wenn man von ggf erforderlichem Aufwand ein mor4ansys ROM oder auch Master basiertes Model zu verifizieren einmal absieht)?.

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Frank Exius
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Ich habe schon versucht die mit Null belegten Zeilen und Spalten in Matlab zu löschen und dann das Eigenwertproblem zu lösen. Allerdings kommt es dabei zu Abweichungen, die ich mir im Moment noch nicht erklären kann. Es wäre also vorteilhaft, wenn Ansys erst garkeine mit Null belegten Zeilen und Spalten ausgeben würde. Die Frage ist nun ob das möglich ist?!?
Wenn ich mittels Keyoptions die 3 rotatorischen DOF ausschalte, müsste doch eigentlich die Dimension der Matrizen um die Hälfte kleiner werden, da nur noch die DOF ux,uy und uz übrigbleiben. Tatsächlich jedoch bleibt die Dimension die gleiche.
Wenn mir das gelungen ist, beginnt erst die eigentliche modale Reduktion, indem ich die Modalmatrix V statt mit allen verfügbaren z.B nur mit 10 Eigenvektoren aufbaue. Mit der Operation: V^T*M*V müsste ich dann eine M-Matrix der Ordnung 10 erhalten.

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.. Frage ist nun ob das möglich ist
das weiss ich nicht

.. bleibt die Dimension die gleiche
offenbar schreibt ANSYS die volle Matrix, fuellt die ROTx als Nullen, somit bleibt Dimension gleich

Ggf vielleicht MATLAB Operationen unter double Precision ausfuehren. Operationen mit manchen Matrizen sind im Resultat sensitiv bzgl/je nach aktuellen Matrix-Koeffizientenwerten (Conditioning).

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Frank Exius
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