Seminare – Strukturmechanik

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PSD-Analyse - Berechnung zufallserregter Schwingungen

Beginnend mit der Signalanalyse vermittelt dieses Seminar die notwendigen Grundlagen zum Verständnis der PSD-Analyse. Insbesondere wird der Behandlung des Zufallscharakters dieser besonderen dynamischen Anregung breiter Raum eingeräumt und der sichere Umgang mit statistischen Anregungs- und Ergebnisgrößen wie z. B. Leistungsdichtespektrum, Standardabweichung „One-Sigma“ und die damit einhergehenden Wahrscheinlichkeitsaussagen geschult. Praktische Übungsaufgaben zu zufallserregten Schwingungen, wie etwa die Simulation eines Shaker-Tests für die Produktqualifikation mit ANSYS Mechanical, vermitteln die erforderlichen Fertigkeiten zur eigenen Berechnung. Das Seminar wird abgerundet durch einen Überblick über gängige Bewertungsmethoden zur Schwingfestigkeit von Bauteilen unter PSD-Anregung, die ebenfalls dem Zufallscharakter der Ergebnisgrößen Rechnung tragen.


  • Basiskenntnisse zur Signalanalyse
    • Klassifikationen dynamischer Anregungen in der Schwingungstechnik
    • Erstellung des PSD-Spektrums aus einem zeitaufgelösten Signal
    • Physikalische Interpretation von spektralen Anregungen
  • Grundlagen und Hintergründe der PSD-Analyse
    • Gegenüberstellung von spektralen und deterministischen Anregungen
    • PSD-Analyse im Vergleich zur Antwort-Spektrum Analyse
    • Analogie und Abgleich von PSD-Simulationen mit der Messtechnik
    • Annahmen und Voraussetzungen für korrekte PSD-Analysen
    • Statistische Beschreibung von Zufallsprozessen
    • Grundbegriffe der Wahrscheinlichkeitsrechnung
    • Ableitung von PSD-Spektren aus Autokorrelationsfunktionen
  • Durchführung der PSD-Analyse
    • Workshop zu einer PSD-Analyse mit Beschleunigungs-Anregung
    • Effiziente Modellbildung bzgl. der Besonderheiten der PSD-Analyse
    • Behandlung von Dämpfung in einer PSD-Analyse
    • Vergleich PSD-Analyse und korrespondierende transiente Analyse
    • PSD-Kraftanregung in Workbench Mechanical mittels APDL-Skript
    • "Behind the scenes": Aufbau einer PSD-Analyse in Mechanical APDL
    • Systemantwort unter einachsiger und unter mehrachsiger Belastung
    • Interpretation von PSD-Spektren in typischen Spezifikationen
  • Interpretation der Ergebnisse einer PSD-Analyse
    • "One-Sigma"-Ergebnisse und hieraus abgeleitete Größen
    • PSD-Response und Bedeutung der spektralen Auflösung
    • Erweitertes Postprocessing zur PSD-Analyse
    • Berechnung der "Level-Crossing"-Frequenz
    • Abschätzung der Schwingfestigkeit bei stochastischer Belastung
    • Lebensdauerabschätzung nach Miner-Regel und Steinberg-Ansatz
    • Interpretation spezieller statistischer Ergebnisgrößen
    • Ausblick: Lebensdauerabschätzung mit ANSYS nCode DesignLife
  • Auswahl der durchgeführten Übungsbeispiele
    • Generierung von Leistungsdichtespektren aus Zeitreihen
    • PSD-Analyse von Bauteilen mit zusätzlichen Massepunkten
    • PSD-Simulation eines Shaker-Tests von Baugruppen (PCB-Board)
    • PSD-Analyse im Zeit- und Frequenzbereich zum Vergleich
    • Steinberg-Lebensdauer einer Baugruppe

Schlüsselbegriffe:

Power-Spectral-Density, Leistungsdichte, Random Vibration, zufallserregter Schwingungen

Allgemeine Informationen
Veranstaltung
Seminar
Voraussetzungen
Grundwissen in ANSYS Mechanical
Empfohlene Software
ANSYS Mechanical
Vortragssprache
Deutsch
Sprache Unterlagen
Englisch
Referent
Mitarbeiter CADFEM
Dauer
2 Tag(e)

Termine und Anmeldung
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Uhrzeit
Tag 1: 09:00 - 17:00 Uhr
Tag 2: 09:00 - 17:00 Uhr

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