Modalanalyse nichtlinearer Systeme z.B. Kontakt

Hallo,

Modalanalyse und Nichtlinearität durch Kontakt geht ja so erst einmal nicht. Gibt es in Code-Aster eine Möglichkeit in einem Modell mit Kontakt eine Modalanalyse aufzusetzen und wenn ja wie prinzipiell? Weiterhin wäre auch interessant ob man den E-Modul eines Materials mit einer Frequenzabhängigkeit in einer Modalanalyse ansetzen kann.

Über Tipps und Infos wäre ich sehr dankbar.

Gruß Markus

Hallo Markus,

MGolbs wrote: Gibt es in Code-Aster eine Möglichkeit in einem Modell mit Kontakt eine Modalanalyse aufzusetzen und wenn ja wie prinzipiell?

Ich glaube hier (www.code-aster.org/forum2/viewtopic.php?id=15703) wurde diese Frage schon einmal diskutiert.

MGolbs wrote: Weiterhin wäre auch interessant ob man den E-Modul eines Materials mit einer Frequenzabhängigkeit in einer Modalanalyse ansetzen kann.

Das ist so weit ich weis auf direktem Weg nicht möglich. Bei einer harmonischen Analyse habe ich dieses Problem mittels einer äußeren Schleife über DYNA_LINE_HARM gelöst, so dass zur jeweils aktuellen Frequenz ein anderes E-Modul verwendet wird. (siehe: www.code-aster.org/forum2/viewtopic.php?id=15050 Post #5). Bei einer Modalanalyse ist dies natürlich nicht so einfach möglich...

Hoffe ich konnte dir etwas weiterhelfen.

Gruß Richard

Hallo Richard,

danke für die Infos und Links. Ich werde diese erst einmal in Ruhe durcharbeiten müssen.

Das ist so weit ich weiß auf direktem Weg nicht möglich. Bei einer harmonischen Analyse habe ich dieses Problem mittels einer äußeren Schleife über DYNA_LINE_HARM gelöst, so dass zur jeweils aktuellen Frequenz ein anderes E-Modul verwendet wird. (siehe: www.code-aster.org/forum2/viewtopic.php?id=15050 Post #5). Bei einer Modalanalyse ist dies natürlich nicht so einfach möglich...

Wie bewertest du den Zusammenhang, dass für die harmonische Analyse ein anders E-Modul verwendet wird als der E-Modul, welcher dich auf die Frequenz und Schwingform gebracht hat? Damit sollte ja eigentlich auch die Frequenz eine etwas andere sein, wobei wohl die Schwingform erhalten bleibt. Für welche abschließende Bewertung nutzt du die Ergebnisse der harmonischen Analyse - Schall, Fatigue, Komfort...?

Wie kombinierst du Ergebnisse der harmonischen Analyse an verschiedenen Frequenzen/Schwingformen zu einem realen Schwingzustand, wo ja meist nicht nur eine Frequenz vorhanden ist - Messungen und FFT? Besonders die Frage Wichtung und Phase würde mich interessieren. Stehe oft vor diesen Problemen.

Man könnte ja die Modalanalyse schrittweise machen z.B. von Grenzfrequenz 1 zu Grenzfrequenz 2 und davor jeweils den E-Modul neu anpassen. Ich sehe nur das Problem in der Tatsache, man könnte damit Eigenfrequenzen verlieren oder wenn die Grenzfrequenzen sich überdecken, gleiche Eigenfrequenzen (von der Schwingform her) mehrmals im Ergebnis hätte. Wobei ich mir gar nicht sicher bin ob die Schwingformen und deren Verteilung bei höheren Moden nur von der Frequenz anders wären...

Wir arbeiten mit Werkstoffpaarungen, wo nur an einem Werkstoff der E-Modul angepasst werden müsste, an den anderen bleibt dieser erhalten...

Über einen prinzipiellen Austausch würde ich mich freuen.


Gruß und Dank Markus

Hallo Markus,

MGolbs wrote: Wie bewertest du den Zusammenhang, dass für die harmonische Analyse ein anders E-Modul verwendet wird als der E-Modul, welcher dich auf die Frequenz und Schwingform gebracht hat?

Vielleicht habe ich mich etwas missverständlich ausgedrückt: natürlich wird jeweils der E-Modul zur aktuellen Frequenz für die harmonische Analyse verwendet; wenn du dir das COMM-file in dem angegebenen Forumbeitrag ansiehst wird das Vorgehen klar.

MGolbs wrote: Für welche abschließende Bewertung nutzt du die Ergebnisse der harmonischen Analyse - Schall, Fatigue, Komfort...?

Diese Simulation diente nur zum Vergleich der Simulationsergebnisse von Code-Aster mit kommerziellen Tools, wobei die Bodediagramme (Verstärkung der Eingangsamplitude in dB und die Phasenverschiebung) der Frequenzganganalyse verglichen wurden.

MGolbs wrote: Man könnte ja die Modalanalyse schrittweise machen z.B. von Grenzfrequenz 1 zu Grenzfrequenz 2 und davor jeweils den E-Modul neu anpassen. Ich sehe nur das Problem in der Tatsache, man könnte damit Eigenfrequenzen verlieren oder wenn die Grenzfrequenzen sich überdecken, gleiche Eigenfrequenzen (von der Schwingform her) mehrmals im Ergebnis hätte. Wobei ich mir gar nicht sicher bin ob die Schwingformen und deren Verteilung bei höheren Moden nur von der Frequenz anders wären...

Ich sehe dieselben Probleme...
Das Problem mit den doppelten Eigenformen würde sich vielleicht noch lösen lassen, da es in Code-Aster möglich ist mit dem MAC (Modal Assurance Criterion, Befehl MAC_MODES) Eigenformen bzw. Eigenvektoren zu vergleichen und somit ggf. doppelte Eigenformen automatisiert zu verwerfen. Für das Überspringen von Eigenfrequenzen sowie Ungenauigkeiten sehe ich im Moment keine triviale Lösung, ausser die Verkleinerung der Intervalle (Grenzfrequenz1 bis Grenzfrequenz 2) mit geeigneten Konvergenzkriterien...

Gruß Richard

Gruß Richard,

danke für die Rückmeldung. Ich werde mal sehen wie ich die Problematik in Gesamtmaschinenbewertungen einfließen lassen kann.

Diese Simulation diente nur zum Vergleich der Simulationsergebnisse von Code-Aster mit kommerziellen Tools, wobei die Bodediagramme (Verstärkung der Eingangsamplitude in dB und die Phasenverschiebung) der Frequenzganganalyse verglichen wurden

An welchen Elementtypen wurde die Untersuchung durchgeführt?

Gruß und Dank Markus

Hallo Markus,

dabei handelte es sich um ein einfaches 3D Modell mit einem Netz aus linearen bzw. quadratischen Hexaederelementen, wobei die quadratischen Elemente eine gute Übereinstimmung mit den Referenzergebnissen erbrachten, die linearen nur nach einer größeren Netzverfeinerung.

Viel Erfolg!
Gruß,
Richard