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Hallo zusammen,

ich versuche im Rahmen meiner Semesterarbeit eine Modalanalyse an einer Neutronen-Chopperdisk durchzuführen. Ich habe vorher noch nichts mit FEM gemacht, bin deshalb noch Anfänger auf dem Gebiet.

Nun zu meinem Problem. Ich möchte gerne Campbelldiagramme erstellen, welche auch die Spannungen, die durch die Rotation entstehen, berücksichtigen. Also habe ich eine statisch-mechanische Analyse meiner Modalanalyse vorangestellt, welche die Rotationsgeschwindigkeit als Vorspannung liefern soll. Das Problem ist aber, dass Ansys einen Fehler liefert, sobald ich Campbelldiagramme unter Analyseeinstellungen einschalte. Ohne die vorangestellte statisch-mechanische Analyse klappt es problemlos.

Gibt es eine Möglichkeit das irgendwie hinzubekommen?

Vielen Dank!

Gruß
Heinrich

Edit: Campbelldiagramme erstellen klappt, wenn man die Betafunktionen aktiviert habe ich rausgefunden. Das Problem liegt jetzt noch darin, dass für die Vorspannung nur ein konstanter Wert übernommen wird, den ich einstellen kann. Ich hätte aber gerne, dass das Campbelldiagramm eine mit der Umdrehungsgeschwindigkeit ansteigende Vorspannung berücksichtigt. Lässt sich das machen?

[Diese Nachricht wurde von h.gr am 22. Dez. 2014 editiert.]

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Hallo,

ich vermute, dass du mit Ansys WB arbeitest. Du hast zwar nicht geschrieben, was für einen fehler du bekommst, aber vielleicht ist das auch nicht so wichtig, wenn die Analyse ohne vorangestellte statische Analyse klappt.

Es gibt nämlich die Möglichkeit die Coriolis-Effekte direkt in einer Modalanalyse zu berücksichtigen.

In Ansys Mechanical APDL würde man dafür die Befehle CORIOLIS und OMEGA benutzen.

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Viele Grüße
Alexandru Dadalau

MESHPARTS GmbH
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Hallo,

vielen Dank für die Antwort!

Genau, ich benutze Ansys Workbench.

Diese Fehlermeldung ist hinfällig, die konnte ich durch Überarbeitung der Randbedingungen eliminieren. Die Modalanalyse läuft auch soweit. Corioliseffekte lassen sich in WB auch sehr einfach aktivieren. Mein Problem liegt aber bei den Fliehkräften durch die Rotation, wie ich es schaffe diese realitätsgetreu abzubilden.

Meine Scheibe beschleunigt linear von 0 auf 30.000 U/min. Mit der statisch-mechanischen Analyse berechne ich für jeden Zeitpunkt die eingebrachte Spannung und Verformung durch die Fliehkräfte. Nun möchte ich in meiner Modalanalyse eben ein Campbell-Diagramm erstellen, ebenfalls von 0-30k, welches eben an jeder Stelle das richtig zugehörige Ergebnis aus der statisch-mechanischen übernimmt. Momentan kann ich mir immer nur eine konstante Last zu einem bestimmten Zeitpunkt oder an einem bestimmten Lastschritt holen, mit der dann die gesamte Modalanalyse durchgeführt wird. Jetzt hab ich es mal mit Excel gemacht, indem ich mir alle Punkte manuelle mit der richtigen Last berechnen habe lassen, aber das dauert, ist fehleranfällig und mühsam. Meiner Meinung ist ja alles da um das Campbell Diagramm so zu berechnen wie ich es will, von daher müsste es ja auch eine Möglichkeit geben.

Ich hoffe ich konnte mein Problem verständlich genug schildern. Wenn nicht, gerne nachfragen! In Zukunft antworte ich auch schneller, war nur wegen der Feiertage etwas im Freizeitstress und habs wohl bisschen verplant 

In diesem Sinne wünsche ich euch noch frohe Weihnachten und vielen Dank für eure Hilfe!

Viele Grüße
Heinrich 

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Hallo,

ich hattegeschrieben "Es gibt nämlich die Möglichkeit die Coriolis-Effekte direkt in einer Modalanalyse zu berücksichtigen." Damit meine ich natürlich, dass auch die Drehgeschwindigkeit, denn ohne gibt es auch keine Coriolis-Effekte.

Also man muss nicht zwei Analysen machen. Modal mit Drehzahl und Coriolis eingeschaltet dürfte ausreichend sein.

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Viele Grüße
Alexandru Dadalau

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Campbellmit100EF.PNG

Hallo,

ja, das hab ich schon verstanden und ist mir auch klar. Die Sache ist aber die, dass durch die Fliehkräfte Spannungen eingebracht werden, welche die Steifigkeit verändern und sich so auf die Eigenfrequenzen auswirken. Diese werden aber nicht von der Modalanalyse erfasst, auch nicht bei eingeschalteten Corioliskräften.

Hab mal ein altes Campbelldiagramm von mir mit hochgeladen. Hab leider kein schöneres zur Hand, aber es geht nur ums Prinzip. Dieses Diagramm ist mit Corioliskräften entstanden. Erhöht sich die Steifigkeit, erhöhen sich auch die Eigenfrequenzen. Was aber hier eben nicht der Fall ist, am besten zu sehen bei den konstanten Frequenzen (bspw. bei etwa 95 Hz). Die, die auf diesem Bild abfallen, sollten auch zu steigen beginnen, sobald der Einfluss der Fliehkraft größer wird als der der Corioliskraft.

Gruß

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Hallo,

mit APDL lässt sich die Aufgabe sehr gut und einfach automatisieren. Gerade in solchen Fällen kann APDL seine volle Macht entfalten.

Ich kenne keine bessere Alternative.

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Viele Grüße
Alexandru Dadalau

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Alles klar, vielen dank. Dann werde ich mich wohl oder übel da auch noch einarbeiten müssen.

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