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Hallo,

bei einer Bauteiloptimierung (Topologieoptimierung) eines Gesamtsystems möchte ich gerne die statischen und dynamischen Kräfte berücksichtigen.

Die Definition der statisch wirkenden Kräfte ist im Vergleich zu den dynamisch wirkenden Kräfte einfach. Mit den Ergebnissen einer vorgeschalteten Modalanalyse des Gesamtsystems  sollen die Koppelkräfte eines Bauteils in einem "quasistatischen" Fall berechnet werden.

Der quasistationäre Zustand einer Eigenschwingung, ist der Umkehrpunkt der Schwingungsrichtung (max. Auslenkung). In diesem Punkt ist die kinetische Energie Null und die potentielle Energie erreicht ihr Maximum. Somit kann der dieser Zeitpunkt aus der Ruhelage(statisch) betrachtet werden.

Leider weiß ich nicht, wie ich die Berechnung der quasistatischen Kräfte mit Hilfe der Ergebnisse der vorgeschalteten Modalanalyse durchführen soll.

Hat vielleicht jemand schon einmal quasitatische Kräfte berechnet und könnte mir weiterhelfen?

Gruß

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Hallo,
ich verstehe Dein Anliegen (noch) nicht.
Bei der Modalanalys erhälst Du Eigenformen (Verfomung und Frequenz).
Aus diesen kannst Du aber keine Kräfte ableiten.
Es gibt wahrscheinlich Eigenformen, die für Deine Schnittstelle relevant sind.
Um hier aber Krafte berechnen zu können, must Du nach meinem Wissenstand Anregung welcher Art auch immer aufbringen. Erst dann erhälst Du maximale Auslenkungen und Schnittkräfte.

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Viele Grüße
Achim

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Bei der dynamischen Beanspruchung werden die Bauteile eines Systems je nach Schwingungsform durch Koppelkräfte und Massenträgheitskräfte belastet.

Diese Kräfte möchte ich berechnen, um einen statischen Lastfall zu definieren, der zu einer Verformung des Bauteils führt, die der jeweiligen Schwingungsform entsprechen.

Ich habe gelesen, dass sich die Koppelkräfte direkt aus Modalanalyse berechen lassen und die Massenträgheitskräfte sich aus der Multiplikation der Bauteilbeschleunigung a (als konstant angenommen)mit der Massenmatrix m berechnen lassen.

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Hallo,
also so ganz durchdrungen hab ich dein Vorgehen noch nicht. Du möchtest also für einen Sicherheitsnachweis (oder so) eine statische Berechnung durchführen, weißt aber die Last nicht, die du annehmen sollst. Da das System dynamisch belastet wird, suchst du jetzt nun die statisch äquivalente Last, richtig? Ist sehr altmodisch und wird meiner Meinung nach nicht mehr gemacht. Auch das Multiplizieren der Massenmatrix mit einer konstanten Beschleunigung wirkt auf mich irgendwie seltsam, wo hast du das her? Und wie Achim schon sagt, aus der Modalanalyse kann man keine Kräfte ermitteln. Am besten du siehst dir nochmal an, was du mit den einzelnen Berechnungen wirklich machst, dann lösen sich sicher schon einige Probleme.
Mein Vorschlag: Berechne doch deine Beanspruchung entweder harmonisch oder transient, je nach der Erregung, die du anliegen hast. Um das zeitlich vertretbar zu machen, kannst du modale Superposition anwenden (wenn du keine Nichtlinearitäten in deinem Modell hast).
Christoph

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Es kann auch sehr gut sein, dass die Vorgehensweise veraltet oder vom Aufwand sehr zeitintensiv ist.

Vielen Dank für die bisherigen Antworten

[Diese Nachricht wurde von Stromberg am 12. Jan. 2009 editiert.]

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