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Gut zu wissen: Hilfreiche Tipps und Tricks aus der Praxis prägnant, und auf den Punkt gebracht für Ansys
Autor Thema:  Modalanalysen Vergleich (3875 mal gelesen)
isaak brondello
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Beiträge: 33
Registriert: 31.07.2009

erstellt am: 28. Jan. 2010 14:40    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

Hallo Leute.

Im Rahmen einer Auswertung möchte ich gerne eine analytische Lösung von Eigenfrequenzen mit den von Ansys berechneten Eigenfrequenzen vergleichen. Als Beispiel hierfür habe ich mir eine 4-seitig eingespannte Platte gewählt.

Breite l_x =1m
Länge l_y =1m
Stärke h =0.01m
Material Stahl
Querkontraktionszahl μ =0.3
Dichte=7850N/m³

Laut dem Buch "Taschenbuch der techn. Akustik" von M.Möser lassen sich die Eigenfrequenzen wie folgt analytisch berechnen:

f= π/2 [(n_x/l_x )^2+(n_y/l_y )^2 ]∙√(B^'/m^'' )
mit B^'=E/(1-μ^2 )∙h^3/12
m^''=ρ∙h
                                        n_x=1,2,3....
                                        n_y=1,2,3....

Hierbei komme ich für n_x=1 und n_y=1 auf eine analytisch berechnete Eigenfrequenz von f=49,17hz

In ANSYS lautet mein Quellcode wie folgt:
/prep7

et,1,63

mp,ex,1,210000 ! [N/mm^2]
mp,prxy,1,0.3 ! [-]
mp,dens,1,7.85e-9 ! [t/mm^3]

STAERKE=10 !Stärke h der Platte[mm]
VERN=50 !Netzgröße

R,1,STAERKE !Real constant

!Fläche aufspannen
K,1,0,0,0
K,2,1000,0,0
K,3,1000,1000,0
K,4,0,1000,0

A,1,2,3,4


!Linien festhalten an allen 4 Rändern
FLST,2,4,4,ORDE,2 
FITEM,2,1 
FITEM,2,-4 
!* 
/GO
DL,P51X, ,ALL,10

mshape,0,2d
mshkey,0

allsel
cm,STAERKE,area
real,1
aesize,STAERKE,VERN
amesh,STAERKE

allsel
/solu
antype,modal
modopt,lanb,1
mxpa,1
solve
csys,0
                                       
Eigenfrequenz hier f=89,48hz. Also nicht mal annähernd in der Nähe der analytischen Lösung.

Habt ihr eine Idee was hier falsch gelaufen ist? Vielleicht ein Einheiten Problem?

Schon mal vielen dank im voraus...

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ChristophN
Mitglied
Berechnungsingenieur


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Beiträge: 773
Registriert: 13.12.2008

erstellt am: 28. Jan. 2010 15:55    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 isaak brondello 10 Unities + Antwort hilfreich

Klappt es so?

Code:
/prep7

et,1,63

mp,ex,1,210000 ! [N/mm^2]
mp,prxy,1,0.3 ! [-]
mp,dens,1,7.85e-9 ! [t/mm^3]

STAERKE=10 !Stärke h der Platte[mm]
VERN=50 !Netzgröße

R,1,STAERKE !Real constant

!Fläche aufspannen
K,1,0,0,0
K,2,1000,0,0
K,3,1000,1000,0
K,4,0,1000,0

A,1,2,3,4

mshape,0,2d
mshkey,0

allsel
cm,STAERKE,area
real,1
aesize,STAERKE,VERN
amesh,STAERKE

dl, all,, all
sbctran
allsel
/solu
antype,modal
modopt,lanb,1
mxpa,1
solve


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isaak brondello
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Beiträge: 33
Registriert: 31.07.2009

erstellt am: 28. Jan. 2010 16:12    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

Nein leider nicht. die erste 1.eigenfrequenz liegt laut ansys erneut bei f=89.48

Ich finde die ganze Einheiten Sache in Ansys recht schwierig. Kann es sein das die von mir gewählten Einheiten falsch sind?

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ubi
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Berechnungsingenieur und Ansysaufbohrer

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Beiträge: 9
Registriert: 12.01.2009

Ansys13+14, Win7-64

erstellt am: 28. Jan. 2010 16:36    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 isaak brondello 10 Unities + Antwort hilfreich

In dem FE-Modell werden alle Ränder festgehalten.

Welche Randbedingungen werden in der analytischen Lösung angenommen?

Grüße,
ubiwan

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smittytomcat
Mitglied
Naval Architect / Dipl.-Ing. Schiffbau, selbstständig


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erstellt am: 28. Jan. 2010 17:48    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 isaak brondello 10 Unities + Antwort hilfreich

Stimmen denn die Randbedingungen der analytischen Lösung mit denen des Rechenmodells überein?
Beim Ansys Modell sind die Ränder überall eingespannt, bei der analytischen Lösung glaube ich eher an Ränder mit freier Drehung.

Und, wichtig - definiert die Einheiten der Dichte mal richtig und einheitenkonform.
Die Dichte wird nicht in t/m3 o.ä. vom Progamm erwartet, sondern in KN*s2/m4, bzw. abgeleitet.
Der Zahlenwert ist für dieses Beispiel der Gleiche, aber schreibt es auch in Eure Dokumentation.

Gruß
Gerd

[Diese Nachricht wurde von smittytomcat am 28. Jan. 2010 editiert.]

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isaak brondello
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erstellt am: 28. Jan. 2010 18:21    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

ok das mit den randbedingungen kann tatsächlich sein. Im oben genannten Buch steht etwas von
"Für den Fall der an allen vier Rändern x = 0, y = 0, x = lx und y = ly
aufliegenden, unterstützen Platte bestehen die Modenformen in.."!

Ich habe in meinen Modell sämtliche,auch die rotatorischen Freiheitsgrade aufgehoben. Werde morgen mal andere Randbedingungen definieren.

Danke für die Hilfe

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wosch
Ehrenmitglied V.I.P. h.c.
Elektrotechniker im Ruhestand


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Beiträge: 2607
Registriert: 16.12.2004

Rechne zuerst ein Problem nach, für das Du eine analytische Lösung kennst.

erstellt am: 28. Jan. 2010 18:46    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 isaak brondello 10 Unities + Antwort hilfreich

Also, ich kann die Aufregung nicht verstehen. Bei mir geht das auf Anhieb. Etwas Sorgfalt muss sein!
Code:
!Eigenfrequenz einer eingespannten Platte
!Forum isaak brondello
finish  $/clear
*abbr,platte,/input,platte,txt
breit=1
lang=1
dick=0.01
!---------------------------
/prep7
et,1,63
mp,ex,1,210e9  ! [N/m^2]
mp,prxy,1,0.3  ! [-]
mp,dens,1,7850 ! [kg/m^3]
R,1,dick            !Real constant
!-------Geometrie---------
rectng,0,breit,0,lang
!----------Vernetzung-----
esize,,20
amesh,1
!--------Randbedingungen--------
nsel,s,ext
d,all,ux,0
d,all,uy,0
d,all,uz,0
allsel
!-----------Lösung----
/solu
antype,modal
modopt,lanb,1
mxpa,1
solve
!--------Auswertung------
/post1
*get,f1,mode,1,freq  !49.135

Und smittytomcat: mir ist die Dichte als Masse pro Volumen geläufig

------------------
Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

[Diese Nachricht wurde von wosch am 29. Jan. 2010 editiert.]

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smittytomcat
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erstellt am: 28. Jan. 2010 19:00    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 isaak brondello 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Wosch,

Du hast natürlich recht mit der Dichte. Nur wenn Du als Dichte nun 7850 mit der Einheit t/m3 schreibst - mmm, ein bischen viel.
Ich möchte nur drauf hinweisen das es bei der Umrechnung der Dichte von T/m3 in andere Einheiten doch einige Haken gibt und man sich doch im Zweifelsfall das auch mal mit der Einheiten (Kraft und Länge) konformen Dimensionen mal hinschreibt. Da bin ich auch schon mal auf diese Nase gefallen.

Gruß
Gerd

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Hallo,

ich habe zur Modalanalyse eine andere Frage:
Mein Bauteil ist ein Stahlgehäuse mit Aussenabmessungen von ca. (150 x 150 x 150) mm und ist an diversen Stellen mit Randbedingungen versehen und eine Vorspannung in Form einer statisch/mechanischen Analyse ist auch vorhanden.
Lt. Analyse liegt nun die Deformation/Auslenkung (Total) im Bereich von 350 mm. Im True Scale dargestellt erkennt man von dem eigentlichen Gehäuse nichts mehr! Mir erscheint diese Größenordnung äußerst unsinnig. Hab ich einen Fehler im Setup, oder ist es ein Einheitenproblem?
Die Eigenfrequenzen liegen in vernünftigen Bereichen, also 800 Hz aufwärts...(wobei ich dies analytisch nicht überprüfen kann)
PS: Benutze WB 12.

Einen schönen Abend noch und Gruss
radionline

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Meijer
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-

erstellt am: 28. Jan. 2010 21:49    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 isaak brondello 10 Unities + Antwort hilfreich

modalanalyse: wo kein kraftvektor, da keine reale verformung...

ohje...

[Diese Nachricht wurde von Meijer am 28. Jan. 2010 editiert.]

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smittytomcat
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erstellt am: 29. Jan. 2010 08:20    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 isaak brondello 10 Unities + Antwort hilfreich

Moin,

bei einer Modalanalyse bekommt man die Modes mit einer Programm berechneten Amplitude die sich durch Normierung der Eigenformen gegen die Massenmatrix etc. ergibt. Die Amplitude ist nicht wichtig, nur die Form der Modes ist relevant.

Gruß
Gerd

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wosch
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erstellt am: 29. Jan. 2010 14:07    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 isaak brondello 10 Unities + Antwort hilfreich

Ja, Danke smittytomcat.
Das war ein Flüchtigkeitsfehler beim Kommentar.
Es muss natürlich heißen: 7850 kg/m^3.

------------------
Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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erstellt am: 29. Jan. 2010 21:03    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 isaak brondello 10 Unities + Antwort hilfreich

Ich bin mir ziemlich sicher, dass der Fehler bei den Randbedingungen liegt. Die von dir zitierte Lösung des guten Herrn Prof. Möser ist für die allseitig drehbar gelagerte Platte!!!

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isaak brondello
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erstellt am: 29. Jan. 2010 21:06    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

ja, tatsächlich. es waren die randbedingungen. hatte alle freiheisgrade unterdrückt. danke für die hilfe

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Meijer
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-

erstellt am: 31. Jan. 2010 02:22    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 isaak brondello 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von smittytomcat:
nur die Form der Modes ist relevant.



na das stimmt nicht ganz, man sollte auch die massenanteile der moden bewerten..

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