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Hallo zusammen,

Ich (blutiger Neuling bei der Arbeit mit Ansys WB 13) möchte gern einen dünnen Blechstreifen mit einer Wegerregung untersuchen. Der Blechstreifen befindet sich in einer horizontalen Lage. Relativ mittig befindet sich eine Bohrung im Blech. Daran wird ein Bolzen befestigt (will ich zur Modellbildung möglichst nicht mit darstellen). D.h. also der Bolzen steht senkrecht zum Streifen. Anschließend soll der Bolzen mit einer bestimmten Frequenz (sinusförmige Erregung) und einem definierten Weg (!) axial bewegt werden.
Nun möchte ich gern die max. auftretenden Amplituden/Auslenkungen an den Enden des Streifens in Abhängigkeit von der Frequenz untersuchen.

Einige ... Lösungsversuche habe ich dazu bereits ausprobiert, stoße dabei aber immer wieder auf Probleme. Die folgenden 3 Lösunsversuche hatte ich favorisiert:

Lösungsversuch 1
1a.) Modalanylyse durchgeführt mit Lagerbedingung: Verschiebung (in axialer Richtung FREI)
1b.) auf der basis von 1a. d.h. mit den Lösungen) eine Harmonische Analyse durchgeführt --> hier verwundert mich, dass ich keine Erdbeschleunigung und auch keinen Verschiebeweg angeben kann.
Da ich bei der Harmonischen Analyse keinen Verschiebeweg angeben konnte habe ich eine geschätzte Kraft in Verschieberichtung angetragen. Daraufhin werden mir von Ansys zwar Ergebnisse geliefert, aber ich denke, dies ist selbst für eine grobe Modellbildung keine gute Lösungsvariante. Ich vermute es gibt eine Abhängigkeit zwischen Erregerfrequenz und Kraft, da aufgrund höherer Beschleunigungen auch höhere Kräfte notwendig werden (Massenträgheiten des Blechstreifens) --> F=m*a , demnach ist die Kraft nicht konst.

Lösungsversuch 2
2a.) Statisch-mechanische-Analyse durchgeführt mit Lagerbedingung: Verschiebung --> nun konnte ich einen konkreten Wert für die Verschiebung definieren
Außerdem war es mir nun möglich die Gewichtskraft anzutragen.
2b.) Modalanalyse auf der Basis von 2a.)
2c.) Harmonische Analyse auf der Basis von 2b.) --> Fehlermeldung, für eine Vorgespannte Modalanalyse ist die Berechnung nicht möglich!

Lösungsversuch 3
3a.) Harmonische Analyse durchgeführt mit Lagerbedingug: Verschiebung in axialer Richtung mit definierten Weg (ohne Modalanalyse --> Full-Newton-Raphson-Methode)
Auch hier verwundert mich, dass ich keine Erdbeschleunigung angeben kann.

Nun nochmal konkret meine Fragen:
Mit welchem Analyse-Tool / mit welcher Kombination der Tools sollte ich die Wegerregung simulieren?
Gibt es in dem Zusammenhang Aspekte, die ich besonders beachten muss (außer Lagerbedingungen und Dämpfungswerte)?

lg  &  vielen Dank im voraus

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Nach meiner Meinung wäre zunächst einmal zu klären, ob es einen stationären Zustand bzw. einen quasistationären Zustand gibt, den man dann mir einer harmonischen Analyse ermitteln könnte.
Wäre es nicht auch denkbar, dass sich bei Unterschieden von Eigenfrequenz und Anregungsfrequenz Schwebungen ausbilden?
Muss das sich ausbildende Luftpolster berücksichtigt werden?

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

[Diese Nachricht wurde von wosch am 14. Apr. 2012 editiert.]

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Hallo Wolfgang,

vielen Dank für die schnelle Antwort. Das umgebende Medium (Luft) muss nicht berücksichtigt werden. Ich wäre froh, wenn ich mit einer harmonischen Analyse (also stationärer Zustand) zunächst erstmal nur die Weggerregung definieren kann. Ich denke nicht, das sich Schwebungen ausbilden könnten. (Wäre mir in diesem Zusammenhang auch ganz was Neues.) Ich möchte doch lediglich mit einer bestimmten Schwingung das Bauteil anregen und mir dann die Schwingungsantwort im eingeschwungenen Zustand anschauen.

Die Modalanalyse habe ich vorher durchgeführt, damit ich genau die Eigenvektoren bzw. Eigenfrequenzen des Bauteils erhalte, bei denen eine übereinstimmende Erregerfrequenz kritisch wirkt...also Resonanz auftritt und demnach max. Amplituden auftreten. (Ich gehe davon aus, dass die unterste Eigenfrequenz des Bauteils die größte Amplitude zur Folge hat.---> aber wie hoch ist diese konkret??)

Wie definiere ich in einer harmonischen Analyse den Verschiebeweg für die Wegerregung? Ist dies hier überhaupt möglich, oder muss ich einen ganz anderen Ansatz wählen?

Lg

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