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SPM_Datei.txt SPMWRITE.pdf

Liebe Forenmitglieder,

für meine Masterarbeit benötige ich Unterstützung im Bereich Mehrkörpersimulation.

Eine Modalanalyse mit Ansys Workbench 15.0 soll als Ergebnis die Systemmatrizen, d.h. die strukturelle Massenmatrix (M), Dämpfungsmatrix (C) und Steifigkeitsmatrix (K) sowie die Bewertungsmatrix für externe Kräfte bei vorgegebener Modenanzahl exportieren. Im Anhang ist die Bewegungsgleichung aus der Ansys Hilfe mit den benötigten Matrizen zu sehen.

Bisher habe ich nur den Befehl spmwrite gefunden, der jedoch nicht die Matrizen der Bewegungsgleichung liefert. Wie aus dem angehängten Auszug aus der Ansys Hilfe und der dadurch erzeugten SPM-Datei hervorgeht, wird hier jedoch eine A Matrix, in der nur die Eigenfrequenzen und Dämpfungskomponenten auftauchen, ausgegeben.

Dadurch führen meines Wissens aber zwei Systeme mit gleicher Eigenfrequenz, d.h. gleichem Verhältnis von Massen- zu Steifigkeitsmatrix auch zur gleichen Bewegungsgleichung. Bei freien Schwingungen stellt dies kein Problem dar, aber sobald externe Kräfte wirken, müssten sich die Systemantworten, d.h. Verschiebungen/Verformungen unterscheiden, weil gleiche Kräfte bei unterschiedlichen Steifigkeiten auch unterschiedliche Verformungen hervorrufen sollten.

Ich benötige also eine Möglichkeit/Befehl/Anweisung, wie ich die intern in Ansys berechneten Matrizen M, C und K zumindest sehen, besser exportieren kann, so dass dieser Informationsverlust verhindert wird.

Vielen herzlichen Dank für die Unterstützung im Voraus!

Fabian Müller

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Hier noch der Auszug aus der Ansys Hilfe zur Bewegungsgleichung, zu finden unter Mode Superposition Method.

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Hilft der Befehl HBMAT?

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Guten Tag,

vielen Dank für die schnelle Reaktion.

Die Matrizen, die Ich suche sollten zumindest in der Spaltenanzahl mit der gewählten Modenzahl übereinstimmen, damit die Bewegungsgleichung lösbar wird (vgl. SPM-Datei vom ersten Beitrag). Ich suche keine Elementmassen- bzw. Elementsteifigkeitsmatrizen, die erst noch (wie auch immer) zur Strukturmatrix zusammengefasst werden müssen und Dimensionen ähnlich der Knoten/Elementanzahl besitzen.

Kann der HBMAT-Befehl derartige Matrizen ausgeben?

Wenn Nein, müsste die Fragestellung so klarer sein und ich hoffe auf weitere Vorschläge.

Nur wenn ja:

Ich weiß nicht, wo in meiner Modalanalyse der HBMAT Befehl einzusetzen ist, da ich ständig die Fehlermeldung "HBMAT is not a recognized PREP7 command, abbreviation, or macro. This command will be ignored." bekomme. Selbiges für solution oder post1 command, wenn ich den Befehl an anderer Stelle einfüge bzw. /prep7 /solution oder /post1 davorsetzte. Hier bräuchte ich, WENN HBMAT DER RICHTIGE BEFEHL ist, Unterstützung.

Fabian Müller

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Zitat:

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Ansys-Hilfe:
HBMAT Writes an assembled global matrix in Harwell-Boeing format

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Sollte also das sein, was Du haben möchtest. Wie man den Befehl verwendet, findest Du in der Ansys-Hilfe...

[Diese Nachricht wurde von ChristophN am 15. Jan. 2015 editiert.]

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Massenmatrix_HBMAT.txt

Ich habe den Befehl HBMAT zum Laufen gebracht, dieser erzeugt aber, einen Spaltenvektor mit über 1 Mio. Einträgen. Ich habe die ersten paar in die Datei im Anhang kopiert.

Da die von mir gesuchte Massenmatrix für die Bewegungsgleichung jedoch bei z. B. nur 2 erzeugten Moden eine 2*2 Matrix sein sollte, scheint dieser Befehl der falsche zu sein.

Oder gibt es eine Möglichkeit, die mit HBMAT erzeugte Matrix in die benötigte umzuwandeln?

Danke!

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Hallo,

die Massenmatrix in Modalkoordinaten ist die Einheitsmatrix. Nichts einfacher als Einheitsmatrix.

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Viele Grüße
Alexandru Dadalau

MESHPARTS GmbH
Tuning Your Simulation
www.meshparts.de

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Guten Abend Herr Dadalau,

vielen Dank für den Beitrag. In der Tat ist die Massenmatrix gleich der Einheitsmatrix, wenn die Bewegungsgleichung auf die Massenmatrix normiert wird.

Dadurch wird jedoch die Steifigkeitsmatrix so verändert, dass Sie einer Eigenfrequenzquadratmatrix (in spmwrite A-Matrix) entspricht. Bei externen Kräften reagiert ein System mit gleichen Eigenfrequenzen, aber unterschiedlichen Massen- und Steifigkeitsmatrizen jedoch mit unterschiedlichen Verformungen. Beispielsweise würden zwei Einmassenschwinger bei gleichem Verhältnis von Federsteifigkeit und Masse die gleichen Eigenfrequenzen besitzen. Wenn jetzt jedoch eine externe Kraft auf beide Systeme einwirkt, ist klar, dass das System mit der geringeren Steifigkeit mit größeren Auslenkungen reagiert als das Steifere.

Grundsätzlich plane ich die elastische Bewegungsgleichung mit der Bewegungsgleichung des starren Restsystems zu koppeln und dann mittels Matlab das Differentialgleichungssystem zu lösen, so dass ich die Verformungen des flexiblen Körpers berechnen kann. Somit möchte ich nach wie vor direkt die Massenmatrix M, die Steifigkeitsmatrix K sowie ggf. die Dämpfungsmatrix C aus der Bewegungsgleichung M*u''+C*u'+K*u =F exportieren, um diese dann in Matlab einsetzen zu können.

Ich hoffe, dass sich jemand findet, der dieses Problem auch schon einmal bearbeitet hat. Nochmals vielen Dank für die Unterstützung!

Fabian Müller

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Hallo,

"In der Tat ist die Massenmatrix gleich der Einheitsmatrix, wenn die Bewegungsgleichung auf die Massenmatrix normiert wird. "

Ja, das ist standard in Ansys. Man kann auf Wunsch auf die Steifigkeitsmatrix normieren, aber normalerweise braucht man das nicht.

"Dadurch wird jedoch die Steifigkeitsmatrix so verändert, dass Sie einer Eigenfrequenzquadratmatrix (in spmwrite A-Matrix) entspricht"

Fast richtig: Es sind die Eigenkreisfrequenzen zum Quadrat, aber das sind Details.

"Dadurch führen meines Wissens aber zwei Systeme mit gleicher Eigenfrequenz, d.h. gleichem Verhältnis von Massen- zu Steifigkeitsmatrix auch zur gleichen Bewegungsgleichung."

Du vergisst, das die Lösung der modal reduzierten Bewegungsgleichung auf die kartesischen Koordinaten zurücktransformiert werden muss. Das Ergebnis wird nicht gleich bleiben, weil die Eigenvektoren auch nicht gleich bleiben.

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Viele Grüße
Alexandru Dadalau

MESHPARTS GmbH
Tuning Your Simulation
www.meshparts.de

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Wenn ich das richtig verstehe, bedeutet das, dass bei der Normierung auf die Massenmatrix quasi mit der inversen Massenmatrix multipliziert wird?

Dann kann ich die Matrizen aus dem spmwrite Befehl direkt nutzen.

Ich probier das mal aus und melde mich wieder, vielen herzlichen Dank soweit!

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