Liebe ANSYS-Gemeinde,
ich möchte eine vorgespannte Modalanalyse auf Grundlage einer quasistatischen Temperaturberechnung durchführen. Lieder stoße ich hierbei auf ein Problem...
Ich habe das Ganze zunächst an einem ganz einfachen Modell (lin. el. Materialgesetz, kein Kriechen, einfache Verschiebungsrandbedingungen, keine weiteren Kräfterandbedingungen) ausgetestet. Als FE-Modell liegt meiner Implementierung in ANSYS-APDL eine in ANSYS-Workbench vernetzte Turbinenschaufel zur Grunde. Alle Elementattribute (ET, REAL, MAT) habe ich in APDL meinen gewählten Elementattributen mittels EMODIF-Command angepasst. Der betrachtete Temperaturbereich liegt zunächst vereinfachend zwischen der Raumtemperatur und 100 °C. Alle Materialparameter sind Temperaturabhängig modelliert (MPDATA) und ausreichend diskretisiert in diesem Temperaturbereich. Beispielsweise fällt der E-Modul in diesem kleinen Temperaturbereich linear um 5 % ab.
Ich führe eine quasistatische Berechnung mit einem konstanten Temperaturfeld von maximalen 100 °C auf alle Elemente durch (BFE). Diese Vorspannung übertrage ich in eine Modalanalyse (PSTRES) und löse diese. Meine Eigenfrequenzen erhöhen sich, d. h. in Folge der Temperatur findet irrtümlicherweise eine Versteifung des Systems statt. Als Fehlerquellen kann ich durch Studien ausschließen:
- Die Verschiebungsrandbedingungen
- Die Kräfterandbedingungen
- Die Elementattribute
- Zu große Dehnungen infolge Temperatur
In einer weiteren Studie habe ich die temperaturabhängige E-Modulmodellierung konstant gesetzt, d.h. von vorn herein den Materialparameter der aufgebrachten Temperatur angepasst. Ergebnis ist, dass wie vermutet die Eigenfrequenzen abfallen. Der Grund für die fälschliche Berechnung muss damit daran liegen, dass ANSYS die Materialparameter nicht der aufgebrachten Temperatur anpasst. Ich habe alles erdenklich überprüft und kann keine falsche oder gar vergessene Zuweisung meinerseits finden.
Ich hoffe, dass Ihr mir eventuell an dieser Stelle mit Denkanstößen weiterhelfen könnt. Vielen Dank im Voraus.
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Viele Grüße
tiro
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FE make a good engineer great and a bad one dangerous!
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