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Amplitude_Verschiebung0.05empfung.jpg Amplitude_Verschiebung_2empfung.jpg Impulsanregung.txt

Hallo zusammen,

ich kämpfe seit einigen Tagen mit Impulsanregungen und dem entsprechenden Abschwingen der Struktur. Habe die Forenbeiträge dazu schon gelesen und kam dadurch zur "Modal Dynamic"-Methode. Ebenfalls habe ich die Getting-Started-Hilfen schon gelesen, aber irgendwie kommen mir meine Ergebnisse seltsam vor.

1) Als Beispiel habe ich mal einen Stahlbalken mit 100 N in X-Richtung (25 N pro Knoten bei insgesamt 4 Knoten am Balkenrand) über eine Amplitude mit Concentrated Force beaufschlagt.
Als Ergebnis erhalte ich Maximalverschiebungen am freien Balkenende von ca. 6 Mikrometern und einen "optisch guten Verlauf" des Abschwingvorgangs bei einer Dämpfung von 0,05% (Lanczos-Solver).
Erhöhe ich die Dämpfung auf "Standardwerte" wie z.B. 2%, schwingt das System sehr schnell ab, es findet quasi gar keine richtige Schwingung statt. Dieses Verhalten habe ich auch bei anderen Strukturen, normalerweise sollten doch aber bei 2%-Dämpfung zumindest geringe Restschwingungen zu sehen sein, oder?  

Mir persönlich erscheint das starke Abschwingen und die insgesamt geringen Amplituden etwas seltsam...

2) Muss ich die Amplitude über die gesamte Steptime angeben oder nur über den Zeitraum des Impulses, also z.B. bei Steptime 3 Sekunden:

0     0
0.09  0
0.1   1
0.2   1
0.21  0
3     0

...oder kann ich schon nach 0,21 Sekunden der Amplitudendefinition aufhören, weil danach ja eh nichts mehr passiert?

Freue mich über jede Anregung und Hilfestellung!

Gruß
homer

[Diese Nachricht wurde von homer28 am 08. Okt. 2012 editiert.]

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1) Könnte ein Diskretisierungseffekt sein. Was auffällt ist, dass die Peaks abgeschnitten sind. Setze mal die Zeitschrittweite auf konstante und sehr kleine Werte. Du musst ebenfalls sicherstellen, dass der Solver den Kraftmaximumszeitpunkt sieht, also auch an dieser Stelle in der Zeit rechnet.

2) Stopp nach 0.21s funktioniert

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Hallo Goldstein,

danke für die Antwort!    

Könnte ein Diskretisierungseffekt sein. Was auffällt ist, dass die Peaks abgeschnitten sind. Setze mal die Zeitschrittweite auf konstante und sehr kleine Werte.

Habe das "Time Increment" im Modal-Dynamic Step mal reduziert (meintest Du das?), um den Effekt zu sehen. Leider hängt sich der Rechner irgendwann auf und bei Verringerung um Faktor 1,5-2 konnte man noch keinen Einfluss sehen.
Macht es Sinn, dass ich mir zur Verringerung der Rechenmenge die benötigte Ausgabeanzahl an den Incrementen erhöhe, also z.B. nur noch alle 100 Inc. Ausgaben erzeuge statt alle 10 Inc, oder habe ich dann wieder das Problem, dass Abaqus nicht alle Peaks sehen kann (da diese vielleicht "übersehen" werden)?

Du musst ebenfalls sicherstellen, dass der Solver den Kraftmaximumszeitpunkt sieht, also auch an dieser Stelle in der Zeit rechnet.

Ich habe das jetzt auch so verstanden, dass ich das Time Increment reduzieren soll, oder meintest Du noch was anderes?

Könnte das mit der extrem gedämpften Schwingung noch andere Ursachen haben? Auch wenn ich das Time Increment zu hoch gewählt habe, müsste doch der globale Verlauf -zwar ungenau, aber immerhin- wenigstens angedeutet werden, oder nicht?    

Grüße
homer

EDIT: Habe mir die Frage mit der Incrementanzahl im History Output und dem Zeitinkrement generell durch Versuche und ein Tutorial zu "Modal Dynamic" beantwortet. Ist egal, solange das Verhältnis passt und das Programm die Peaks auflösen kann, nur bei grob zu hohem Zeitschritt war die Linie glatt, also keine Schwingung zu sehen. (im Tutorial mit einem 2D-Fachwerk)

Aber das Problem bleibt: der Balken schwingt einfach nicht bzw. geht nach der Auslenkung durch die Kraftamplitude einfach wieder zurück und bleibt dann stehen.       
An den Elementen liegts auch nicht, haben das 2D durchgerechnet und das gleiche Ergebnis erhalten.

Hat noch jemand eine Idee bzw. kann sich die Input-Datei mal ansehen?

[Diese Nachricht wurde von homer28 am 09. Okt. 2012 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von homer28 am 09. Okt. 2012 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von homer28 am 09. Okt. 2012 editiert.]

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Ok, das war es was ich meinte: Die Schrittweite muss so klein sein, dass der Kraftpeak richtig abgetastet wird.

Das Verhalten mit 2% Dämpfung ist in der Tat seltsam. Entspricht eigentlich einer Dämpfung von ca. 100%. kann ich mir nicht erklären.

Folgenden Test würde ich deshalb durchführen: Für den eingespannten gedämpften Schwinger mit harmonischer Anregung gibt es analytische Lösungen. Diese solltest Du mit Deinem gedämpften Modell ebenfalls erhalten. Also mal überprüfen

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Ich glaube, ich habe das Problem gelöst...das Einheitensystem war es. Hatte die EInheiten wie immer in N, mm, t, s angegeben.
Wechsel ich das System zu m, kg, s, N (mit dem gleichen Dämpfungswert 0,02) kommen wunderbare Schwingungen heraus! 

Verstehen tue ich das aber nicht ganz, ich dachte, die Dämpfungswerte sind dimensionslos? Oder müsste ich die beim alten Einheitensystem auch skalieren bzw. umrechnen?

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Irgendwas ist fishy. Beide Einheitensystem sollten das gleiche Ergebnis liefern.

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Dachte ich auch, aber mit dem neuen Einheitensystem klappt es, auch wenn ich mich über ein relativ langes Ausschwingen des Balkens wundere (mehrere Sekunden bei immerhin 10% Dämpfung).

@Goldstein: kannst Du Dir evtl. mal die Input ansehen, ob da nicht doch irgendwas falsch ist? Wäre ich Dir sehr dankbar für!   
Das Ziel besteht bei der Rechnung nicht darin, irgendwann die Balkenschwingung korrekt zu berechnen, sondern ich möchte das auf ein anderes Bauteil anwenden, dass ich aber hier leider nicht posten kann. Daher dachte ich mir, das erstmal auf einem einfachen Teil wie dem Balken zu probieren.

Grüße...

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lol.txt

Die erste Eigenfrequenz liegt bei knapp 1kHz, entspricht 0.001s Schwingungsdauer. Die Zeitschrittweite sollte vielleicht bei 1/10  hiervon sein. Sieht gut aus, input als Anlage

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Schwingung_100N.jpg

Hallo Goldstein,

ich danke Dir sehr für Deine Mühe!    Habe in Deiner Input wieder den Modal-Dynamics Step mit Steptime 1e-04 eingefügt und bekomme eine nette Schwingung heraus, s. Anlage.

Leider verstehe ich nicht, was Du anders gemacht hast, dass es jetzt plötzlich funktioniert? 
Die ersten beiden Eigenfrequenzen mit 852 Hz hatte ich ja auch schon vorher ermitteln können, geschwungen ist da trotzdem nix. Der Zeitschritt war auch schon kleiner als 1e-04 und es hatte nicht funktioniert.

Kannst Du noch mal kurz erklären, was Du an dem Modell geändert hattest?

Grüße
homer

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Einfach beide Dateien vergleichen, dann siehst Du den Unterschied. Im wesentlichen habe ich nur die Abtastrate (und die Ausgabe !) an die zu erwartende Schwingung angepasst.

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Ah ok, jetzt verstehe ich schonmal, warum ich bei Deiner Input keinen Modal Dynamic-Step gefunden hatte...:

"The part "BALKEN" has been imported from the input file.
TypeError: directDamping[0][0]; found float, expecting int This occurred while processing keyword *MODALDYNAMIC.
WARNING in the keyword "*modaldamping", file="Impuls.inp", line=22300: Runtime error; object "procedureObj" is not initialized.

WARNING: The following keywords/parameters are not yet supported by the input file reader:
---------------------------------------------------------------------------------
*MODALDAMPING, DEFINITION
*PREPRINT
The model "Impuls" has been imported from an input file.
Please scroll up to check for error and warning messages."

Anscheinend muss ich meine Version mal updaten. 

Ok, ich habe Deine Input aber gelesen und gesehen (und manuell den 2. Schritt eingefügt), dass Du das Zeitinkrement geändert hattest. Wonach geht man denn bei der Größendefinition so in etwa? So klein wie möglich? Ich frage, weil Du das anscheinend nach der 1. Eigenfrequenz ermittelt hattest...?

"und die Ausgabe !) an die zu erwartende Schwingung angepasst."

Kannst Du evtl. noch kurz erläutern, was Du damit meinst? Die ausgegebenen Inkremente im History-Output?

Sorry, wenn ich nerve und ständig nachfrage, aber ich wundere mich, warum es bei Dir läuft und bei mir nicht.   
Vielen Dank auf jeden Fall bisher schon einmal für Deine Hilfe!

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Eine 1kHz Schwingung hat eine Schwingungsdauer von 1e-3s. Ich taste jede Schwingung mit 10 Schritten ab. Die Schrittweite ist deshalb 1.e-4s. Um das Ergebnis anschauen zu können, sind alle Rechenergebnisse auszugeben (und nicht nur jeder 10. schritt beispielsweise).

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Ok, ich danke Dir erst einmal! 

Der Balken schwingt wie er soll und ich wende das jetzt mal auf andere Bauteile an. Wenn es da wieder klemmt, melde ich mich nochmal...

Unities sind unterwegs! 

Gruß
homer

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