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Autor Thema:  Vergleich modalanalyse und statische Lösung (4859 mal gelesen)
studienarbeitler
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Beiträge: 31
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erstellt am: 20. Aug. 2009 02:17    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Biegung.jpg


Modal.JPG


Input.txt

 
Servus,
Ich möchte einen simplem Balken mit Krafteinwirkung messen. Mein Ziel ist ein Vergleich einer Handrechnung einer Modalanalyse eines Balkens der in zwei Balkenelemente diskretisiert wird mit einer Modalanalyse die von ANSYS ausgeben wird (ebenfalls mit zwei diskretisierten Balkenelementen). Meine Handrechnung müsste stimmen (für t->unendlich geht die Biegung gegen 52), da die statiklösung in Ansys ebenfalls diese Biegung ergibt. Kleine Diskrepanzen habe ich eigentlich erwartet. Aber das Ergebnis der Modalanalyse (ÜBER ANSYS!!) hat mir heut den ganzen Tag Kopfzerbrechen bereitet. Siehe zweites Foto, wo die Eigenfrequenzen mit Eigenmoden und der angreifenden Kraft mittels matlab zusammengeführt werden und gegen 2000 gehen.
Vielleicht kann mir einer die Diskrepanz erklären und mir sagen wo mein Denkfehler ist. Das Inputfile zeigt zum einen die Biegung bei statische Belastung an sowie die Biegung über die Zeit mit Hilfe einer Modalanalyse. Ich hatte eigentlich gehofft, dass die Werte der Modalanalyse gegen die statische Lösung konvergiert!

[Diese Nachricht wurde von studienarbeitler am 20. Aug. 2009 editiert.]

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ChristophN
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Beiträge: 773
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erstellt am: 20. Aug. 2009 08:45    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für studienarbeitler 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von studienarbeitler:
wo die Eigenfrequenzen mit Eigenmoden und der angreifenden Kraft mittels matlab zusammengeführt werden und gegen 2000 gehen.

Verstehe ich nicht. Hast du in Matlab praktisch eine Frequenzganganalyse mittels modaler Superposition durchgeführt? Wie bist du denn vorgegangen? Eine Modalanalyse an sich gibt ja keine Informationen über absolute Verschiebungsgrößen, man bekommt nur die Eigenfrequenz und die Eigenform!? Wie hast du denn die Last aufgebracht und was für eine Last ist das?

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Tortsen222
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Beiträge: 499
Registriert: 01.12.2004

erstellt am: 20. Aug. 2009 08:57    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für studienarbeitler 10 Unities + Antwort hilfreich

Ich verstehe auch nicht so ganz, was du gemacht hast. Soweit ich das verstehe, hast du eine statische Berechnung (Handrechnung) mit einer Harmonischen Berechnung (ANSYS) verglichen und wunderst dich nun, warum bei ANSYS höhere Werte für Verschiebungen raus kommen??

------------------
Grüsse, Torsten

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studienarbeitler
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Beiträge: 31
Registriert: 27.11.2008

erstellt am: 20. Aug. 2009 11:09    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Last beträgt 500 N und die hab ich an den zweiten Knoten aufgebracht. Die Last wird natürlich in eine modale Kraftumgerechnet indem mit der transponierten Modalmatrix (aus den beiden Eigenformen bestehend) multipliziert wird.
Bei der Modalanalyse selber hab ich natürlich nicht nur eigenmoden und eigenfrequenzen sondern  man kriegt ja daraus auch die modalen Systemmatrizen. Also Massenmatrix ist Einheits-Matrix, Steifigkeitsmatrix ist Diagonalmatrix mit den quadratischen Eigenfrequenzen. Dämpfungsmatrix schätze ich mit dem Lehrschen Dämpfungsmaß ab. Dann kann man in Matlab bzw. Simulink die Gleichung darstellen und die modale Verschiebung herausgreifen, diese mit der der Modalmatrix multiplizieren und dann kommen eigentlich die modalen Verschiebungen raus.

Mein Punkt war nun folgender. Ich hab diesen Balken (in zwei Balkenelemente diskretisiert) per Hand durchgerechnet und bin dann auf eine Gleichung für die Verschiebung gekommen welche ich mir ebenfalls hab plotten lassen und welche mit der statischen Lösung aus ANSYS übereinstimmt. Aber die Modalanalyse die ANSYS macht gibtbei mir einen falschen Wert raus, das war eigentlich das Problem.
Ziel des ganzen war eigentlich eine Modalanalyse per Hand (diskretisieren Steifigkeitsmatrix, Massenmatrix selber aufstellen, daraus Eigenfrequenzen und Eigenmoden berechnen) und diese Ergebnisse mit der Lösung die ANSYS in einer Modalanalyse ausgibt zu vergleichen. Wie schon erwähnt, meine Vermutung ist dass die Handlösung korrekt ist , da diese mit dem statischen Fall übereinstimmt (bei t->unendlich) und  ich in ANSYS einen Fehler gemacht habe.
Vielleicht kann man ne Modalanalyse und ne statische lösung auch nicht vergleichen (für t->unendlich). Wenn ihr das meintet, bin ich mit der antwort auch schon zufrieden.
Darum gehts mir aber letztendlich nciht, das war nur ein anhaltspunkt mit der statischen Lösung. Interessieren tut mich der Vergleich einer Modalanalyse per Hand und über ANSYS

[Diese Nachricht wurde von studienarbeitler am 20. Aug. 2009 editiert.]

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ChristophN
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Berechnungsingenieur


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Beiträge: 773
Registriert: 13.12.2008

erstellt am: 20. Aug. 2009 12:01    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für studienarbeitler 10 Unities + Antwort hilfreich

Irgendetwas stimmt hier noch nicht ganz. Bei der Modalanalyse löst man nur das homogene Differentialgleichungssystem und bekommt Eigenfrequenzen und -formen. Du berechnest (mittels Transformation in den Modalraum) ja aber die spezielle Lösung des DGLS (mit deiner Last von 500N), das hat mit einer Modalanalyse nichts mehr zu tun! Kommt denn ANSYS auf die gleichen Eigenfrequenzen wie du per Hand?

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arnd13
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Beiträge: 735
Registriert: 05.11.2008

erstellt am: 24. Aug. 2009 14:33    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für studienarbeitler 10 Unities + Antwort hilfreich

Vergleich zwischen statischer und harmonischer Analyse ist nur bei Frequenz=0 möglich, da in einer statischen Analyse ja keine Bewegung vorgesehen ist.
Die Ergebnissse der harmonischen Analyse bei Freq=0 sollten allerdings recht gut mit den statischen Ergebnissen übereinstimmen.

Gruß, A.

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