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Hallo,
ich arbeite gerade an einem Project, bei dem ich eine Modalanalyse von einer Honeycomb Struktur mache. Das Model wurde mittels rapid prototyping aus ABSplus Material hergestellt. Dies ist ein amorpher Thermoplast. (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat)

Ich habe zum einen den Frequenzgang durch ein Experiment bestimmt und zum anderen für ein bestehendes FE-Model in Ansys eine harmonische Analyse mit „mode superposition method“ durchgeführt. Ich habe also ein lineares Modell mit Rayleigh-Dämpfung angenommen.

Die Ergebnisse von Ansys und dem Experiment stimmen nur im generellen Verlauf überein. Im Bereich der ersten Eigenfrequenzen liegen die des Experimentes um etwa 40Hz unter den von Ansys berechneten (128Hz).

Meine Frage ist nun, ob dieser Unterschied zwischen den Eigenfrequenzen von der Annahme eines linearen Modells herrührt. Mir ist klar, das für Kunststoffe ein nicht-lineares Modell angenommen werden müsste.  Kann die lineare Annahme einen so großen Unterscheid ausmachen? Und würden die Eigenfrequenzen beim nicht-linearen Modell tiefer liegen?

Ich habe mein Modell mit Hilfe einer Mutter und Unterlegscheibe am Shaker angeschraubt. Dabei konnte ich die Mutter allerdings nicht besonders fest anziehen, da sonst das Material beschädigt werden würde. Bekomme ich dadurch eine zusätzliche Dämpfung an der Einspannung und könnte diese auch eine Ursache für den Unterschied zwischen den Eigenfrequenzen sein?

Vielen Dank für eure Hilfe,
Sandra

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Hallo Sandra,

wenn die Ergebnisse der Rechnung und der Versuch um ca 50% auseinanderliegen (Basis Versuch) so ist das nicht mehr im "normalen" Bereich. Ich glaube auch nicht das die Ursache im nichtlinearen Werkstoffverhalten zu suchen ist, sondern eher im Bereich der Einspannung liegt, die doch zwischen Modell und Testaufbau sehr unterschiedlich ist.
Könntest Du nicht einmal eine Skizze hier reinstellen damit man etwas mehr sehen kann, auch wie der Versuchsaufbau ist. Wenn es beim Versuch nur kleine Amplituden gegeben hat, dann ist die Linearisierung des Materials ausreichend.

Gruß
Gerd

[Diese Nachricht wurde von smittytomcat am 27. Feb. 2010 editiert.]

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FRF_einspannung.jpg Modell_einspannung.jpg

Hallo Gerd,

Ich habe auch zuerst an die Einspannung gedacht. Aus diesem Grund habe ich den Frequenzgang für zwei unterschiedliche Einspannungen in Ansys berechnet. Einmal habe alle Knoten, die im Bereich der Unterlegscheibe waren über die komplette Tiefe des Modells ausgewählt und in UX,UY,ROTX,ROTY,ROTZ festgehalten. Die Kraftanregung war in Richtung der Z-Achse. Diese Einspannung kam mir eher als zu stark vor. Im Gegensatz dazu habe ich eine zweite Rechnung durchgeführt, bei der ich nur die Knoten festeghalten habe die auf der Vorderseite und Rückseite des Modells im Bereich der Einspannung lagen. Außerdem habe ich nur noch UX,UY und ROTZ festgehalten. Damit wollte ich darauf eingehen, dass die Unterlegscheibe Schwingungen in X und Y Richtung nicht vollkommen einschränkt. Die zweite Variante sollte in meinen Augen eigentlich zu weich sein im Vergleich mit dem Experiment.

Nun habe ich beide Einspannungsvariant und die Ergebnisse vom Experiment, wie im Bild "FRF_Einspannung" plotten lassen. Es wird deutlich, dass die Wahl der Einspannung in Ansys keinen so großen Unterschied ausmacht, wie benötigt. Das Bild vom Modell kannst du dir in "Modell_Einspannung" ansehen.

Nun dachte ich, dass es vielleicht Reibung zwischen der Unterlegscheibe und der Struktur gibt. Kann das die Ursache sein?

Grüße,
Sandra

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Hallo,

die lineare Analyse wird vom E-modul, der Masse und den Randbedingungen dominiert.
Hast Du die Masse des Modells(und die anderen physikalischen Einheiten natürlich auch) kontrolliert?

Gruss, Ralf

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