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Hey,

ich sitze gerade an meiner Bachelorarbeit und habe eine Modalanalyse von einer Schweißkonstruktion durchgeführt (Simulation). Dabei war ich mir nicht sicher welche Programme ich nehme und habe einfach Creo Simulate und Abaqus benutzt. Creo Simulate, da ich die Konstruktion vorher mit Creo Parametric erstellt habe als CAD Modell. Mit beiden Programmen wurde das gleiche durchgeführt: Modalanalyse ersten 10 Moden, gleicher Werkstoffm, gleiche Randbedingungen, nur das Modell für Abaqus etwas vereinfacht( kleine Bohrungen und Fasen weg= bessere Netzerstellung). Die Ergbnisse sind auch ähnlich zumindest die ersten 3 Eigenfrequenzen doch dann ganz anders... in Hz
Creo (14721 Elemente):            Abaqus(254888 Elemente):
1 210,50                          1 210,56
2 280,30                          2 283,58
3 374,86                          3 374,37
4 399,23                          4 468,04
5 404,70                          5 524,68
6 409,20                          6 528,14
7 411,91                          7 529,54
8 416,27                          8 542,00
9 421,26                          9 546,96
10 465,56                          10 557,81

Vielleicht fällt einem von euch ein, was die Ursache sein könnte. Grundsätzlich sind die Ergebnisse nah bei einander bei den ersten 3 Ergebnissen, also liegt es nicht an dem Pre-Processing. Die 465,56Hz sind auch wieder ähnlich der 468,04Hz. Vielleicht findet Creo da einfach zwischen drinn noch welche?... Danke schon mal im Voraus

Gruß Engi

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Hallo und willkommen im Forum,

Ich habe leider noch nie mit Abaqus gearbeitet (nur Simulate, ANSYS und COMSOL) zu deinem Problem habe ich aber folgendes zu sagen:
Unterschiedliche Eigenfrequenzen können einerseits an den Vereinfachungen oder am Netz liegen. Sind die Bohrungen an - in den Eigenfrequenzen - stärker belasteten Stellen, dann bewirkt das Weglassen dieser in den meisten Fällen eine Erhöhung der Eigenfrequenz.

Unterschiedliche Vernetzung kann auch solche Ergebnisse verursachen. Das könnte man durch eine Netzkonvergenzstudie überprüfen.

Gruß
Michael

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Hi,

Du solltest unbedingt auch die Eigenformen vergleichen, nur Zahlen nebeneinander stellen, reicht nicht aus.

Gruß Paul

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Danke für die Antworten,

ich bin leider nicht immer am Rechner, deshalb konnte ich euren Tipps noch nicht nachgehen. Ich werde mal ein paar weitere Simulationen machen, ob es an den Bohrungen oder Fasen liegt(was ich nicht glaube da sie sehr gering sind im Gegensatz zur ganzen Konstruktion). Oder vielleicht doch an der Genauigkeit des Netzes. Anmerkung: bei Modalanalysen gibt es keine Belastungen, deshalb kann ich auch keine wichtigeren oder unwichtigere Stellen bestimmen. Finde es komisch das die ersten paar Moden passen doch danach einfach gar nicht mehr. Mit Netzkonvergenzstudien kenn ich mich leider nicht aus. Müsste ich erst schauen was das ist und wie das geht.

Gruß Engi

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Nochwas 

Zu den Eigenformen: die ersten drei stimmen auch gut überein. Erste verkippung nach vorn. Zweite Verkippung zur Seite. Dritte Bewegung nach oben und unten. Doch ab vierter Schwingen fast nur noch die Rippen, die zur Versteifung gedacht sind. Könnte auch bilder hochladen.

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15k Elemente in Creo vs. 255k in Abaqus?

Ich empfehle mal in Creo feiner zu vernetzen und zu schauen ob sich dann die Eigenwerte denen von Abaqus annähern.

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Hi,

vermutlich hast Du die adaptive Einschritt-Konvergenz gewählt.
Der Tipp mit der feineren (lokalen) Vernetzung ist wohl zielführend. Vielleicht reicht aber schon die adaptive Mehrfach-Konvergenz auf die Eigenfrequenzen aus.

@Mustaine: In Creo haben die grundsätzlich krummlinige Elementkanten eine Mindestordnung von 3 (kubische Ansatzfunktion). Daher diese ungewohnt kleine Elementzahl.

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Hi,

eine weitere Mutmaßung: Falls Du mit Tetraedern vernetzt hast: diese sind "zu steif", liefern in dünnwandigen Strukturen zu hohe Eigenfrequenzen. Diese Problematik haben Creo-Elemente nicht.

Gruß Paul

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Hi,

@Engi: Das mit den Belastungen habe ich wohl falsch ausgedrückt. Ich meinte damit, dass Vereinfachungen in Bereichen welche in der Eigenfrequenz stärker Verformung unterzogen werden sich auch merklich auf die Eigenfrequenzen auswirken können. Das Weglassen einer Bohrung bewirkt dann in der Regel eine höhere Eigenfrequenz wenn das Bauteil im Bohrungsbereich auf Biegung belastet wird bzw. eine niedrigere Eigenfrequenz wenn die Bohrung hauptsächlich einer Translation unterzogen wird.(Das war eine Vermutung,da ich die Größenverhältnisse ja nicht kenne)

Die Anzahl der Netzelemente habe ich zuerst leider übersehen und da wäre eine Netzkonvergenzstudie wirklich anzuraten (klingt komplizierter als es ist). Für eine Netzkonvergenzstudie musst du im wesentlichen nur das Netz verfeinern und die Ergebnisse zwischen grobem und feinem Netz vergleichen. Sollte sich das Ergebnis deutlich verändern dann verfeinerst du dein Netz weiter und schaust wie stark sich das Ergebnis jetzt ändert. Das sollte man machen bis die Ergebnisse "unabhängig" von der Elementgröße sind.

[Diese Nachricht wurde von qucksalb3r am 24. Aug. 2015 editiert.]

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Schweisskonstruktion.PNG

@qucksalb3r: Das mit der Netzkonvergenzstudie ist eine gute Sache. Muss ich auf jeden Fall auch machen. Bin erst durch diese Arbeit mit FEM in Kontakt gekommen, also muss noch viel lernen. Werde das Netz auf jeden Fall verfeinern und schauen was sich so ändert. Hab schon ein paar Simulationen gemacht, aber das feinere Netz löst nicht das Hauptproblem, dass die Werte so weit auseinander sind. Also hab nochmal geschaut was ich so vereinfacht habe und hab gemerkt dass ich zwar die Schweißnähte durch Haftbedingung ersetzt habe, was keinen großen Unterschied macht (hab ich geprüft), aber habe die Fasen für die Schweißnähte nicht entfernt. Somit war die Kontaktfläche zwischen den Platten kleiner als sie mit Schweißnaht ist... Das hat meine oberen Frequenzen nach oben verschoben.

@ToTacheles: Ich benutze wie standartmäßig Einschritt-Konvergenz. Hab mal geschaut was die Spannungsfehler laut Creo sind und liegen bei jeder Mode unter 2%, wenn ich das Netz noch ferfeiner müsste das doch eigentlich nicht so schlecht sein oder? Zu den Tetraedern: Die Konstruktion besteht zwar aus Platten aber mit 15-30mm stärke, weis nicht ob das noch dünnwandig ist.

Anbei mal ein Bild, falls ihr die Konstruktion mal sehen wollt. Dann kann man sich das besser vorstellen

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Hi,

könntest Du bitte die Geometrie (nicht vereinfacht) im STEP-Format hochladen? Falls erlaubt, natürlich.

Gruß Paul

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unterbau_asm.stp

Wenn es weiterhilft könnt ihr gern das Model mal anschauen. Anbei als Step-Datei.

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fem_stahlbau.zip

-> ein Modell anbei.

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konvergenzkontrolle.zip

Nachtrag: Konvergenzkontrolle als Beispiel

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Zitat:

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Original erstellt von Engi:
... Also hab nochmal geschaut was ich so vereinfacht habe und hab gemerkt dass ich zwar die Schweißnähte durch Haftbedingung ersetzt habe, was keinen großen Unterschied macht (hab ich geprüft), aber habe die Fasen für die Schweißnähte nicht entfernt. Somit war die Kontaktfläche zwischen den Platten kleiner als sie mit Schweißnaht ist... Das hat meine oberen Frequenzen nach oben verschoben.
...

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Die Kontaktfläche ist hier nicht relevant. Das vergessene Gewicht der Schweißnähte hat die (zumindest die tiefsten) Eigenfrequenzen nach oben getrieben. Deine oben angegebenen Frequenzen sind somit zu hoch. Allgemein gilt: Die höhere Masse senkt die Eigenfrequenzen, die höhere Steifigkeit hingegen treibt die Eigenfrequenzen nach oben. Darum möchte man möglichst leicht und steif bauen, damit die gefährlichen (z.B. bei Brücken) tiefen Eigenfrequenzen umgangen werden.

Mittels Konvergenzkurven (Beispiel oben, wäre egal für welche Eigenfrequenz ausgewertet) kannst Du deutlich erkennen, dass Tetraeder mit dem linearen Ansatz zu steif sind. Quadratischer Ansatz ist schon deutlich besser usw. Die Software spielt dabei keine Rolle, wenn man die Problematik versteht.

Gruß Paul

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Hey Paul,
danke für Antworten. Das hört sich Sinvoll an was du schreibst. Ich habe das Modell angeschaut was du mir zurückgeschickt hast. Und auch durchgerechnet, abgesehen von der Mehrschritt-Konvergenz hab ich das zuvor auch so gemacht. Doch bei dem Modelll kommen ganz andere Frequenzen raus, was daran liegt, was ich später gemerkt habe, dass es keine Platten mehr waren sondern innen alles mit Material ausgefüllt wurde.(Mach mal einen Schnitt durch das Model). Vielleicht ist durch die Konvertierung was verändert worden. Dadurch ist die Masse 3 mal so groß und die Frequenzen dem entsprechend viel kleiner.

werde auch mal die Konvergenzkurve anschauen.

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Tatsächlich. Die Geometrieumwandlung hat einen Hohlraum "geschluckt". Damit ist die höhere Masse doch ganz plausibel 

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Hi,
ich weis jetzt dass man mit Simulate eine Konvergenz durch die Polynomgrade erreichen kann. Hab versucht auch bei Abaqus so was zu finden... Weis wer wie die Elementkanten dort sind? linear? also ob es eine h oder p Version ist.
Danke

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Hallo,

in Abaqus (h-Version) benötigst Du pro Wandung mehr Elementschichten. Besser Hexaeder mit höherem Ansatz nutzen, vermutlich. Lineare Tetraeder wären zu steif.

Gruß Paul

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