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Hallo!

Ich möchte meine Struktur für eine Modalanalyse elastisch lagern.
In der workbench kann ein "Elastic Support"  eingestellt werden, der eine Fläche in Normalenrichtung elastisch mit einer einzustellenden Foundation Stiffness [N/mm³] lagert.

Ich möchte eine solche elastische Lagerung verallgemeinern. Das bedeutet, eine Fläche meiner Struktur soll mit einer allgemeinen 3x3 Steifigkeitsmatrix "gelagert" werden.
Wie lässt sich so etwas implementieren?
Als besondere Schwierigkeit soll es auch möglich sein, dass diese Steifigkeitsmatrix eine unsymmetrische Struktur mit verschwindenden Diagonalelementen hat.

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moin.

(1) such mal nach "BETTUNG" hier.
(2) Ob 3x3 Sinn macht, kommt schon auf deine Struktur an. Bei einer turmartigen - also balkenartigen - Struktur, m.E. durchaus sinnvoll. Bei einer einer gedrungenen Struktur ("Klotz") kann die Vereinfachung ggfs. schief gehen.

Mögliches Vorgehen:
Lagerknoten - wenn sinnvoll - in DOFs koppeln via CE, CP und ähnliche Befehle.
Via COMBIN Element die DOFs am Null-System koppeln.

frohes schaffen
ral

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Zitat:

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Original erstellt von hafa:
Als besondere Schwierigkeit soll es auch möglich sein, dass diese Steifigkeitsmatrix eine unsymmetrische Struktur mit verschwindenden Diagonalelementen hat.

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Welche in der Realität auftretende Lagerung soll denn damit dargestellt werden? Ist nicht die Symmetrie unbedingt zu fordern?

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symm_Kraftgesetz.pdf System_unsymm_Kraftgesetz.pdf

Vielen Dank für die Antworten und sorry für die verzögerte Antwort, es kam leider etwas dazwischen..

So wie ich das sehe, komme ich mit einer Kopplung über combine Elemente nicht weiter, da damit auch nur eine Diagonalsteifigkeitsmatrix (wie im Anhang) darstellbar ist, oder habe ich das falsch verstanden?

Ich brauche aber eine unsymmetrische Steifigkeitsmatrix, wie z.B. im zweiten Anhang zu sehen. Kann ich das damit abbilden? 

Solch ein System ist schon physikalisch denkbar, z.B. in einer nichtlinearen 3D-Feder, bei der die Stauchung in eine Richtung eine Versteifung der Feder in eine andere Richtung bewirkt.

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moin.
Die Nebendiagonal-Elemente der Steifigkeitsmatrix sind nicht null, es sei denn, alle DOFs sind von einander entkoppelt. (Ziel der Modalanalyse)

eine Modalanalyse liefert nur Frequenzen und normierte Verschiebungen. Die Amplitude der Verschiebung ist abhängig von der Signalstärke. Daher ist der Ansatz "nicht lineares Element" nicht zielführend.

frohes schaffen
ral

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Hallo,

wie kann ich dann mittels combin-Elemente eine Steifigkeitsmatrix mit nichtverschwindenden Nebendiagonalelementen konstruieren?
Das Element combin14 lässt beispielsweise ja nur die Angabe einer Federkonstante k zu (für die dann ja gilt: Fx = k ux, oder?)

Dass "nichtlineare Elemente" in einer linearen Analyse nicht sinnvoll sind, ist einsichtig. Aber eine beliebige Steifigkeitsmatrix führt ja nicht zu Nichtlinearität.

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Schau Dir doch mal die combi214-Elemete an. Dort kann man über die Keyopt(3) unsymmetrisches Verhalten aktivieren.
Mit den combin14-Elementen geht das nicht.

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Viele Grüße von
Deepblue          

PS: War meine Antwort hilfreich? Dann freu ich mich über Unities  

[Diese Nachricht wurde von deepblue am 11. Jul. 2013 editiert.]

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Hallo,

eine Modalanalyse mit der Option Unsymmetrisch müsste ja kein Problem in Ansys sein.

Ich benutze immer MATRIX27-Elemente, die sich völlich frei (auch als unsymmetrische Matrizen) parametrieren lassen.

Viele Grüße
Alex

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MESHPARTS
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www.meshparts.de

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Genau, die Lösung heißt matrix27!
Bin über combin214 in der Hilfe (die ja manchmal doch gar nicht so schlecht ist) auch drauf gekommen..

Danke!

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Ich muss noch etwas anmerken: wenn Du eine unsymmetrische Steifigkeit vorgibst, dann hängt die in den "Federn" gespeicherte Energie von der Belastungsgeschichte ab, was nach meiner Ansicht ganz schön seltsam ist...

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Das ist richtig. Solche nicht-konservativen Systeme gibt es. Über die Frage, ob und in wie weit hier eine lineare Analyse sinnvoll ist, muss ich mir erst noch klar werden...

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Zitat:

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Original erstellt von hafa:
Das ist richtig. Solche nicht-konservativen Systeme gibt es.

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Mag sein, dann sind sie aber nicht elastisch, sondern dissipativ. Du erstellst eine nicht-dissipative Lagerung, bei der die in den Federn gespeicherte Energie dennoch vom Belastungspfad abhängig ist, das ist physikalisch nur bedingt sinnvoll (nach meiner Auffassung).

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Wenn die Steifigkeitsmatrix beliebig ist, ist diese "Lagerung" in der Tat nicht elastisch.
Das Modell der elastischen Lagerung soll ein hier beliebiges Kraftgesetz abbilden, um dessen Auswirkung auf das Eigenverhalten des "gelagerten" Körpers auf einfache Weise zu untersuchen.
Wie "gültig" diese Ergebnisse bei einer unsymmetrischen Steifigkeitsmatrix sind, kann ich noch nicht einschätzen.

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