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Hallo liebe ProM-Rechner,

ich habe folgendes Problem:

In ProM wurde für ein Bauteil eine Modalanalyse durchgeführt. Als Ausgabe erhalte ich Spannungen sowie Verformungen. Ich habe eine Schwinggeschwindigkeit, für die ich nun die Spannungen auswerten soll.

Vorgehensweise: Meine maximale Verformung erhalte ich über den Zusammenhang x = v/(wurzel2 * pi * f) wobei f die Eigenfrequenz der Modalanalyse ist, und v meine zulässige Schwinggeschwindigkeit.

Die Spannungen sind linear zur Verformung, und die Verformung aus der Modalanalyse bekannt und auf 1 skaliert. Wenn ich nun meine Spannungen mit der maximalen Verformung skaliere sollten die gewünschten Spannungen herauskommen.

Ein Vergleich mit Nastran zeigt jedoch erheblich abweichende Ergebnisse (ca. eine Zehnerpotenz) bei identischer Modellierung. Einheitendreher sind ausgeschlossen, das haben wir mehrfach von verschiedenen Leuten überprüfen lassen.

Da die Onlinehilfe von PTC mal wieder völlig versagt hoffe ich dass sich hier jemand mit der Thematik auskennt.

Im Voraus schon einmal Danke für die Antworten!!

Grüße,
Jörg, ein an ProM zweifelnder Ing.

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OMG, quo vadis, PTC?

Nach langer recherche hat sich ergeben: Die Modalanalyse wird einheitennormiert. Sprich das Verformungsergebnis durch die maximale Verformung geteilt (somit immer dimensionslos = 1, wobei im Ausgabefenster als Einheit immer noch [mm] steht...).

Eine Massennormierung kann im msengine-Befehl als option -massnorm erzielt werden (nur bei Batchevrarbeitung möglich). Somit stehen die Verformungen wieder linear zu den Spannungen und können auch vernünftig ausgewertet werden... böse Falle, wär beinahe schiefgelaufen hätte ich die Ergebnisse schon veröffentlicht.

Gruß und danke für die Views,
Jörg

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Hallo Jörg,

Bei einer Normierung der Eigenformen auf 1 sollte Deine maximale Verschiebung gleichzeitig der Skalierungsfaktor für die Spannungen sein, insofern ist die Normierung der Eigenformen auf 1 eher praktisch. Bist Du sicher, dass deine Gleichung für die maximale Verformung stimmt? Die Eigenkeisfrequenz ist omega= 2*Pi*f, v= A*omgega*W(x)*T(t) nach dem Separationsansatz. Umax ist demnach A=Vmax/omega, wenn Wmax und Tmax auf 1 Normiert sind. Ausserdem gilt der Ansatz nur, wenn Du durch die Anregeung sichergestellt hast, dass dein System ausschliesslich mit der von Dir gewählten Eigenform schwingt, was bei allgemeiner Anregung doch recht schwierig zu realisieren ist. Ansonsten schwingt das System  mit einer Linearkombination aus allen bzw. mehreren Eigenformen (je nachdem wo man die Modalanlyse abbricht). Oder mache ich hier einen Denkfehler?

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Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

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Hallo Christian,

die Wurzel2 resultiert daraus, dass ich eine effektive Schwinggeschwindigkeit gegeben habe, also der zusammenhang v_eff=vmax/wurzel2 gilt. Die Formel stimmt somit mit deiner überein.

Hintergrund für die Analyse ist lediglich eine Abschätzung. Wir wissen, dass eine Anregung im Frequenzbereich bis 300Hz erfolgt. Durch Bestimmung der Eigenfrequenzen kann ich schon einmal sehen, ob wir eine Resonanzfrequenz des Bauteils treffen (in meinem Fall zweimal, bei 71Hz und 96Hz). Zulässige effektive Schwinggeschwindigkeit ist in unserem Hause bei 80 mm/s (die sind durch eine entsprechende Halterung sichzustellen).

Um auf das Thema zurückzukommen, der Skalierungsfaktor aus der Einheitennormierung entspricht nicht dem Skalierungsfaktor der Spannungen: Aus der ProE-Hilfe geht hervor, daß erhaltene Verschiebungen aus der Modalanalyse durch die maximale Verformung geteilt werden (die Einheit wird demnach gekürzt). Ich kenne aus obiger Gleichung meine maximal zulässige Schwinggeschwindigkeit, und somit meine maximal auftretende Verformung (in mm, z.B.). Mit dem Verschiebungsergebnis aus ProM kann aufgrund der dimensionslosigkeit nun nicht mehr skaliert werden.

Vielmehr ist über die Massennormierung die Verschiebung zu bestimmen (die kommt dann auch in [mm] heraus). Jetzt erst kann ich die Spannungen skalieren.

Eine dynamische Analyse wäre natürlich wesentlich genauer, keine Frage. Leider habe ich keine Lizenz für das entsprechende Modul :-(

Gruß,
Jörg

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Faktor_1(2).pdf

Hier noch ein Dokument zum Thema, was mich aber wieder vor ein Rätsel stellt. Angeblich rechnet ProM Massennormalisiert. Dann wird die Verformung auf 1 skaliert.

Nun habe ich zum Test einmal ein und dasselbe Part mit der Option -massnorm gerechnet und einmal standardmässig.

Die resultierenden Spannungen unterscheiden sich nicht, wohl aber die Verformungsergebnisse (logisch, wegen der skalierung). Wenn jedoch die Verformungen auf 1 skaliert werden, dann müssen doch die Spannungsergebnisse ebenfalls herunterskaliert werden?! Es dürfte dann nicht vorkommen, dass sowohl mit als auch ohne massnorm gleiche Spannungen ausgegeben werden?

Bin etwas verwirrt... oder habe ich einen kapitalen Denkfehler?

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Ich verstehe es so:

Standardmäßig sind die Verformungen Einheitennormiert. Die Maximal Amplitute ist immer 1. Die Spannungen sind immer Massennormiert.
=> ein einfaches skalieren ist nicht richtig

Mit der Option (-massnorm)bringt man Pro/MECH dazu auch die Verformungen massennormiert auszugeben. Die Spannungen bleiben gleich, da diese bereits massennormiert sind.

Gruß Slavko

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Slavko Simic
DENC AG

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Zitat:

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Original erstellt von A-Tec:
Angeblich rechnet ProM Massennormalisiert. Dann wird die Verformung auf 1 skaliert.

Die resultierenden Spannungen unterscheiden sich nicht, wohl aber die Verformungsergebnisse (logisch, wegen der skalierung). Wenn jedoch die Verformungen auf 1 skaliert werden, dann müssen doch die Spannungsergebnisse ebenfalls herunterskaliert werden?! Es dürfte dann nicht vorkommen, dass sowohl mit als auch ohne massnorm gleiche Spannungen ausgegeben werden?

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Hallo,

bin ehrlich gesagt kein Dynamik-Freak, aber soweit ich das verstehe ist die Verformungs-Anzeige der Modalanalyse doch nur eine rein qualitative Aussage über die Eigenform bzw. die Frequenz; es wird ein normierter Verformungs-/Spannungsdatensatz erzeugt. Erst mit einer weiteren Analyse mit Spektren usw. kommen die nötigen Faktoren dazu - so verstehe ich auch den letzten Satz in dem pdf: "the displacement and stress results of a modal analysis do not represent anything until multiplied by some factor..."

Vielleicht ist es daher so, dass mit dem Parameter nur die Darstellung der Verformungen ebenfalls massennormiert wird , der Datensatz und damit die "Spannungen" gleich bleiben (d.h. dieser "...one step further for displacements..." fällt weg)?

Im Übrigen schöner informativer Thread, freue mich auf weitere Infos!

Gruß - Hartmut

Add: Sehe gerade: Slavko war mal wieder schneller - dafür ist er ja auch der Freak ;-)...

[Diese Nachricht wurde von HardyP am 24. Aug. 2005 editiert.]

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Ja, ich denke auch, zumal der Vergleich mit Nastran nur dann dasselbe ergibt, wenn mit -massnorm gerechnet wurde. Dennoch finde ich, dass ProM dann zumindest im Report einen Hinweis bringen sollte, dass mit den Verformungen standardmässig nicht skaliert werden kann.

Ich danke für die Hilfe,
Jörg

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