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Platte.txt

Liebe Forumgemeinde  ,

ich bin neu hier und habe folgendes Problem mit ANSYS APDL 14.5. Ich möchte eine Modalanalyse von einer Platte (modelliert mit SHELL 181 Elementen in der xy-Ebene) machen, welche an einem Ende fest eingespannt ist und am anderen Ende mit einer Zugspannung beaufschlagt wird (alle anderen Verschiebungen an diesem Rand sind ebenfalls gesperrt). Ich muss die statische Berechnung mit NLGEOM,1 und PSTRES,1 durchführen, weil sonst der Bandzug keinen Einfluss auf die Eigenfrequenzen hat. Das funktioniert soweit ganz gut (Richtigkeit der Eigenfrequenzen und Formen wurde mit anderer Software kontrolliert).
Nun zum Problem:
In einem bestimmten Gebiet im Inneren möchte ich die Platte mit einer nichtlinearen Feder vorspannen, welche in der Neutrallage (also ohne Durchbiegung z=0) die Kraft 0 liefert. Die Federkraft soll über eine Fläche wirken, also auf mehreren Knoten. Für die Kraft-Weg Beziehung (Weg ist die Auslenkung bzw. z-Position der Platte) habe ich folgende Tabelle angelegt:

LKH = 0.6/2 ! halbe Länge der Federfläche [m]
LM1 = LX/2 ! Mittelpunkt der Federfläche [m]
H0 =0.12 ! Geometriewert für die Formel zur Berechnung der Federkraft[m]
CS=0.5 ! Federbeiwert [N*m^3]

NSEL,S,LOC,X,LM1-LKH,LM1+LKH !*Selektiere Knoten der Federfläche (über gesamte Breite)
*get,nbr_nodes,node,0,count ! Anzahl der Knoten bestimmen (in nbr_nodes gespeichert)
! Erstellen einer Kraft Weg Tabelle
*DIM,displ_table,TABLE,20 ! Tabelle für Verschiebungen anlegen
*DIM,force_table_1,TABLE,20,1,1,Z, , ,  0 ! Tabelle für Kräfte anlegen (Variable ist die Z Position der Platte, welche in Neutrallage 0 ist)
*VFILL,displ_table(1,0),RAMP,1,1
*VFILL,displ_table(1),RAMP,-0.1,0.01 ! Verschiebungen definieren
*VFILL,force_table_1(1,0),RAMP,-0.1,0.01
! Berechnen der Federkräfte
*DO,I,1,20,1
    force_table_1(I)=CS*100/nbr_nodes*(1/(displ_table(I)+H0)**3-1/(H0-displ_table(I))**3)
*ENDDO
F,ALL,FZ,%FORCE_TABLE_1% ! Kraft in z-Richtung entsprechend der Tabelle aufbringen
Frage: Das müsste doch so passen, oder? Ich frage, weil ANSYS keine sinnvolle stationäre Lösung mehr liefert! Irgendwie scheint es da Konvergenzprobleme zu geben? Oder muss ich da noch weitere Einstellungen vornehmen?
Weitere Frage: Wie kann man nun eine Modalanalyse machen, bei der die zusätzliche Steifigkeit infolge der Federkraft berücksichtigt wird? Ich denke, dass dies irgendwie über den PERTURB Befehl funktionieren muss.
Danke für eure Hilfe. 

PS: Ich habe beim File im Anhang die Neutrallage der Feder um 0.001 m verschoben. Als stationäre Lösung sollte sich daher eine kleine Durchbiegung ergeben. ANSYS liefert jedoch keine sinnvolle Lösung.

Mfg Martin

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