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Unbenannt.jpg Unbenannt2.jpg

Hallo Leute!

Im Rahmen einer Hausarbeit an der Uni sollen wir eine Traversenkonstruktion erstellen und die Eigenformen ermitteln

Da das Sytem Symmetrien aufweist, habe ich als einer der wenigen diese auch ausgenutzt und stehe jetzt aber vor Problemen bei den Eigenformen.

Zum einen werden wir antisymmetrische Eigenformen nicht angezeigt und zum anderen sind einige Eigenformen offenbar fehlerhaft.  Das ist daran zu erkennen, dass ein einzelner der vier Knoten an der Symmetrieebene eine riesoige Auslenkung erfährt.

Ich habe mit Randbedingungen die Translation in die Symmetrieebene (z-Richtung) gesperrt und weiterhin die Rotation um die x-Achse verhindert um einen stetigen Übergang der Verdrehung an der Symmetrieebene zu gewährleisten.

Ist dieses Vorgehen grundsätzlich so richtig?

Wäre nett wenn ihr euch das Bild einmal anschauen könntet

[Diese Nachricht wurde von Sewing am 03. Jul. 2012 editiert.]

Habe mal ein zweites Bild mit der seltsamen Knoteneigenform angehängt

[Diese Nachricht wurde von Sewing am 03. Jul. 2012 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Sewing am 03. Jul. 2012 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von Sewing:

Ist dieses Vorgehen grundsätzlich so richtig?

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Das System mag symmetrisch sein. In der Strukturanalysen kann man aber die Symmetrie nur ausnutzen wenn die Randbedingungen inklusive Belastungen auch symmetrisch sind. Im Zuge der Symmetrisierung manipuliert man die Systemsteifigkeit. Diese Manipulation kann nur bei den entsp. Belastungen wirkungslos bleiben und ist nicht gültig für alle Lastfälle.

Modelanalyse sollte als allgemeiner Fall gesehen werden der alle mögliche Systemverzerrungen beinhaltet. Das ist der Grund, warum dein Vorgehen einiges gefiltert wurde.

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Grüße, Moe

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Also die Belastung sieht so aus, dass überall (in jedem einzelnen Bernoulli Balkenelement B33) das Eigengewicht wirkt. Zudem befinden sich an der oberen Traverse an vorderen und hinteren unteren Gurt DLOADS und dazu an 3 diskreten Knoten am vorderen unteren Gurt 3 Masseelemente.

Insofern gibt es also eine Torsion des Modells.

Allerdings erlaube ich diese ja auch mit den gewählten Randbedingungen. Ich schränke ja nur die Rotation um die Längsachse und die Translation in dieser Richtung ein.

Ich verstehe glaub ich noch nicht ganz was du meinst

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Für die Modalanalyse spielt die Last keine Rolle. Es geht dabei um Eigenformen. Eine Ausnutzung der Symmetrieeigenschaften zu Reduzierung des Systems ist i.A. nicht erlaubt.

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Grüße, Moe

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also die Lasten in dem Modell sind allesamt durch Massenelemene modelliert, insofern spielen die schon in die Eigenfrequenzanalyse mit rein.

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musst du unterscheiden zw. Masse (Trägheitskraft) und Gewicht ('externe Last')

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Grüße, Moe

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Okay also der Rahmen wie er da zu sehen ist, hat Eigengewicht über den Gravity Befehl sowie Massenelemente an diskreten Stellen um Lautsprecher und Scheinwerfer zu modellieren.

Meine Frage ist jetzt immer noch welche Randbedingungen ich an der Symmetrieebene antragen muss um physikalische Konsistenz zu erzielen.

es gibt 3 Massepunkte die nur auf der einen Gurtunterseite angebracht sind und somit eine Torsion der Struktur bewirken

Ich häng einfach mal den Input File an, vielen Dank schonmal

  *HEADING
    Hausarbeit
    **file inptt ->import model -> Assembly -> instance partz l(inks oben) -> Merge Cut instances -> Merge-> Mesh - AAll
    *PREPRINT,MODEL=yes
  *NODE
1, 0.00, 0.00, 0.00
2, 0.20, 0.00, 0.00
3, 0.20, 0.00, 0.20
4, 0.00, 0.00, 0.20
5, 0.20, 0.50, 0.00
6, 0.00, 0.50, 0.20
7, 0.00, 1.00, 0.00
8, 0.20, 1.00, 0.20
9, 0.20, 1.50, 0.00
10, 0.00, 1.50, 0.20
11, 0.00, 2.00, 0.00
12, 0.20, 2.00, 0.20
13, 0.20, 2.50, 0.00
14, 0.00, 2.50, 0.20
15, 0.00, 3.00, 0.00
16, 0.20, 3.00, 0.20
17, 0.20, 3.50, 0.00
18, 0.00, 3.50, 0.20
19, 0.00, 4.00, 0.00
20, 0.20, 4.00, 0.20
21, 0.20, 4.00, 0.00
22, 0.00, 4.00, 0.20
**
23, 0.20, 4.20, 0.00
24, 0.20, 4.20, 0.20
**
25, 0.00, 4.20, 0.00
26, 0.00, 4.20, 0.20
**
27, 0.00, 4.20, 0.70
28, 0.20, 4.00, 0.70
29, 0.00, 4.00, 1.20
30, 0.20, 4.20, 1.20
31, 0.20, 4.00, 1.70
32, 0.00, 4.20, 1.70
33, 0.00, 4.00, 2.20
34, 0.20, 4.20, 2.20
35, 0.20, 4.00, 2.70
36, 0.00, 4.20, 2.70
37, 0.00, 4.00, 3.20
38, 0.20, 4.20, 3.20
39, 0.20, 4.00, 3.70
40, 0.00, 4.20, 3.70
** zentraler Knoten
79, 0.00, 4.00, 3.70
**
80, 0.20, 4.20, 3.70
*ELEMENT, TYPE=B33
**PIPE31
1, 1, 2
2, 2, 3
3, 3, 4
4, 4, 1
5, 1, 7
6, 3, 8
7, 4, 6
8, 2, 5
9, 3, 6
10, 3, 5
11, 1, 6
12, 1, 5
13, 5, 8
14, 5, 7
15, 6, 7
16, 6, 8
17, 6, 10
18, 5, 9
19, 7, 11
20, 8, 12
21, 8, 10
22, 8, 9
23, 7, 9
24, 7, 10
**25, 10, 12
26, 9, 12
27, 10, 11
28, 10, 12
29, 10, 14
30, 9, 13
31, 9, 11
32, 11, 14
33, 11, 13
34, 12, 14
35, 12, 13
36, 12, 16
37, 11, 15
38, 13, 16
39, 13, 15
40, 14, 16
41, 14, 15
43, 14, 18
44, 13, 17
45, 15, 17
46, 15, 18
47, 16, 18
48, 16, 17
49, 16, 20
50, 15, 19
51, 18, 20
52, 18, 19
53, 17, 20
54, 17, 19
55, 18, 22
56, 17, 21
57, 20, 21
58, 20, 22
59, 19, 21
60, 19, 22
61, 21, 24
62, 22, 24
63, 21, 25
64, 22, 25
65, 22, 26
66, 20, 24
67, 21, 23
68, 19, 25
69, 23, 25
70, 25, 26
71, 24, 26
72, 23, 24
**
73, 20, 28
74, 26, 27
75, 22, 29
76, 24, 30
77, 22, 27
78, 27, 29
79, 24, 28
80, 28, 30
81, 28, 31
82, 30, 31
83, 24, 27
84, 22, 28
85, 28, 29
86, 27, 30
87, 29, 31
88, 27, 32
89, 30, 32
90, 29, 32
91, 29, 33
92, 32, 33
93, 31, 34
94, 30, 34
95, 31, 33
96, 32, 34
97, 34, 35
98, 33, 36
99, 31, 35
100, 32, 36
101, 34, 36
102, 33, 35
103, 36, 38
104, 35, 38
105, 33, 37
106, 36, 37
107, 34, 38
108, 35, 37
109, 35, 39
110, 36, 40
111, 37, 40
112, 38, 39
113, 38, 40
114, 37, 39
**Mitte
237, 37, 79
238, 38, 80
*ELEMENT, TYPE=MASS
300, 22
307, 39
301, 29
302, 33
304, 35
305, 31
308, 20
310, 37
309, 28
303, 37
400, 22
401, 33
402, 37
*ELSET, Elset=massescheinwerfer10
300
307
*ELSET, ELSET= massescheinwerfer20
301
302
304
305
*ELSET, ELSET= massescheinwerfer5
308
310
*ElSET, ELSET= massescheinwerfer15
309
303
*ElSET, ELSET= masselautsprecher200
400
401
*ElSET, ELSET= masselautsprecher100
402
*Elset, Elset=dick
1, 3, 5, 6, 7, 8, 17, 18, 19, 20, 29, 30, 36, 37, 43
44, 49, 50, 55, 56, 58, 59, 65, 66, 68, 69, 67, 68
71
*Elset, Elset=duenn
9, 10, 11, 12, 16, 15, 14, 13, 21, 24, 22, 23
28, 27, 26, 31, 32, 33, 34, 40, 41, 39, 108
47, 46, 45, 48, 52, 51, 54, 53, 63, 61, 64, 62
83, 79, 84, 77, 80, 86, 78, 85, 89, 87, 82
101, 95, 93, 92, 96, 92, 97, 102, 106, 103
106, 104, 111, 114, 112, 113, 98, 38, 35, 90
*Elset, Elset=normalenvektor
110, 109, 105, 107, 99, 100, 91, 94, 81
88, 73, 75, 76, 74, 70, 72, 60, 57, 2, 4, 237, 238
*Elset, Elset=untergurt
109, 105, 99, 91, 81, 75, 73, 237
*Nset, Nset=lager
1, 2, 3, 4
*Nset, Nset=mittelknoten
79
**Nset, Nset=symmetrie
*BEAM SECTION, ELSET=dick, SECTION=PIPE, MATERIAL=Aluminium
    0.0127, 0.0012
*BEAM SECTION, ELSET=duenn, SECTION=PIPE, MATERIAL=Aluminium
    0.009, 0.001
*BEAM SECTION, ELSET=normalenvektor, SECTION=PIPE, MATERIAL=Aluminium
  0.0127, 0.0012
    0,-1,0
*MATERIAL, NAME=aluminium
*ELASTIC, TYPE=ISOTROPIC
      6.895E10, 0.33
**PLASTIC
**2.861E8, 0.0
**2.8611E8, 0.078
**3.3094E8, 0.078
      *DENSITY
      2700
*BOUNDARY, TYPE=DISPLACEMENT
**symetrie
39, 3,5
40, 3,5
79, 3,5
80, 3,5
**festeinspannung Fusspunkt
lager, Encastre
**
*MASS, ELSET=massescheinwerfer10
    10
    *MASS, ELSET=massescheinwerfer20
    20
    *MASS, ELSET=massescheinwerfer5
    5
    *MASS, ELSET=massescheinwerfer15
    15
    *MASS, ELSET=masselautsprecher100
    100
    *MASS, ELSET=masselautsprecher200
    200
    ** 2.758x10^8 N/m^2
    *Step
    *Static
    ** *Dload
    ** untergurt,PY,-196.2
    *Dload
    ,GRAV,9.81,0,-1,0
    ** *CLOAD
    ** 33,2,-1962
    ** 22,2,-1962
    ** 37,2,-981
    **---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    **OUTPUT
    **---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    ** OUTPUT, FIELD, FREQUENCY=10
    ** *NODE PRINT, nset=mittelknoten
    ** U
    ** *Node Print, Nset=lager
    ** RF1, RF2, RF3
    *End Step
*Step
*Frequency
20,,
** *OUTPUT,History, FREQUENCY=1
**OUTPUT, History, VARIABLE=PRESELECT, FREQUENCY=1
*End Step
**----------------------------------------------------------------------------------------------
**
**----------------------------------------------------------------------------------------------
*NSET, nset=sinus
22,33,37
*NSET, nset=mittelknoten
79
**----------------------------------------------------------------------------------------------
**
**----------------------------------------------------------------------------------------------
*Step
*STEADY STATE DYNAMICS, INTERVAL=EIGENFREQUENCY
0, 20,100, 3, 1
**SELECT EIGENMODES
**3
*CLOAD
22, 1, 1
33, 1, 1
37, 1, 1
*OUTPUT, HISTORY
*Node output, nset=mittelknoten
U,CF
*End Step
    **Lastgesteuert
    ** *STEP, INC=1000  **10 by default
      ** *STATIC
      ** 1, 100, ,1
    ** *CLOAD
      ** 37, 2, -3000
    ** *OUTPUT,HISTORY,OP=ADD,FREQUENCY=5
      ** *Node output, nset=mittelknoten
      ** U1,U2, CF
      ** *Node output, nset=lager
      ** RF1, RF2, RF3
      ** *Energy output
      ** ALLPD
  ** *END STEP

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Zitat:

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Original erstellt von Sewing:

Meine Frage ist jetzt immer noch welche Randbedingungen ich an der Symmetrieebene antragen muss um physikalische Konsistenz zu erzielen.

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Meiner Meinung nach kann man die Symmetrieeigenschaften bei der Modalanalyse überhaupt nicht ausnutzen.

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Grüße, Moe

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Sehe ich auch so. Du musst Dein Modell zwingend komplettieren.

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In diesem Buch was wir begleitend zur Vorlesung haben (Lutz Nasdala: Formelsammlung Statik und Dynamik) steht dass man auch bei der Moden Identifikation Symmetrien ausnutzen kann und sollte.

Und mir leuchtet auch nicht ein, wieso das nicht gehen sollte

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Ausnutzung von einer Symmetrie wird alle Eigenformen, die diese Symmetrie erfüllen, wiedergeben, wird aber alle anderen Formen beeinflussen bzw. sogar eliminieren.

In vielen Fällen der Strukturanalyse braucht man nur die erste Frequenz (bzw. 1-te Eigenform). Wenn man erkennt kann, dass die erste Eigenform die Symmetriebedingungen erfüllt, dann kann bei der Modalanalyse eine Systemvereinfachung gemacht werden. Allerdings alle anderen Frequenzen wären dann fraglich.

Kann sein, dass das Vorlesungsskript einen bestimmten Fall mit bestimmten Voraussetzungen behandelt?

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Grüße, Moe

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Hab das Buch auch. Welche Seite ?

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Ohne jetzt genauer angeschaut zu haben und ohne tiefer in die philosophische Details einzugehen musst du die Symmetriebedingungen so einbauen dass du zwei Rotationen einsperrst, also wenn du z-translation sperrst dann muß rotationen um x und auch y festgehalten werden...

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und ohne die Problematik verstanden zu haben ........

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Die riesigen Verformungen kann man nicht so mit Zahlenwerten wahrnehmen, da Eigenform-Solver Modes zeigt - damit ist der max. Wert von U immer um 1.0 bei den Verformungen - es bedeutet nicht dass die Amplitude von dem Eigenform 1 m wäre oder so.

Die dloads und cloads haben nichts bei Eigenform-Analysen zu suchen, und meine vorherige Kommentar war soweit falsch da in dem Deck doch 4 und 5 für Rotationen gesperrt waren (im Text hast du nur x-rotation erwähnt).

Man kann Eigenfrekvensanalysen mit Reduzierung machen - ob es heutzutage mit Rechnerleistung notwendig ist wäre andere Sache. Man hat in der Vergangheit Schwingungen sogar in 2D gerechnet, es geht auch man muß nur wissen was man tut und was man übersieht.

Hier fällt natürlich unsymmetrische Schwingung in Z aus wegen Randbedingungen. Es wäre wahrscheinlich 3. oder so Form auch irgendwo in 3 Hz Bereich, damit ist es unsinnig z.B. 8. Form um 19 Hz zu betrachten. Wenn man nur an den ersten Form interessiert wäre es soweit i.O

[Diese Nachricht wurde von Chickenlover am 08. Jul. 2012 editiert.]

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Seite 213

danke für eure Hilfe soweit schon mal

gibt es eine Richtlinie wieviele Eigenformen man berechnen sollte, bzw. inwiefern ist es wichtig eine bestimmte Anzahl zu berechnen?

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Seite 213 bezieht sich auf zyklische Symmetrie, liegt bei Dir nicht vor.

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