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Lineare Strukturdynamik - Schwingungstechnik

Das Seminar vermittelt die für die Schwingungssimulation erforderlichen Basiskenntnisse zur Signalanalyse anhand praktischer Beispiele. Diese sind sowohl für den korrekten Umgang mit dynamischen Lasten, sei es aus einer Spezifikation oder aus dem Versuch, als auch für die Interpretation der Ergebnisdaten erforderlich. Wesentliche Entscheidungen wie etwa die Auswahl der geeigneten Analyseart bzw. auch konkrete Analyseeinstellungen (Zeitschrittsteuerung, maximal aufzulösende Frequenz) sind ebenso in starkem Maße vom Signalinhalt abhängig. Das praktische Handwerkszeug zur Simulation freier und erzwungener Schwingungen im Zeit- und im Frequenzbereich wird durch ausgewählte Übungsmodule in ANSYS Mechanical vermittelt. Dabei werden typische Berechnungsszenarien wie die Ermittlung der Eigenfrequenzen vorgespannter Strukturen oder, basierend auf dem Verfahren der modalen Superposition, das Antwortverhalten auf periodische Anregungen bzw. auf Impulsanregungen zugrundegelegt. Empfehlungen zur Modellbildung, zur Steigerung der Performance (Auswahl des Solvers, Ausgabesteuerung) oder auch zum Umgang mit Dämpfung runden das Seminar ab.


  • Überblick über die Dynamik-Analysen in ANSYS Workbench
    • Klassifikation der FE-Analysen entsprechend des Anregungstyps
    • Dynamik-Analysen für die schwingungstechnische Bauteilauslegung
  • Grundlagen der Schwingunsgstechnik
    • Signalanalyse: Physikalische Grundlagen und Praxisbeispiele
    • Schwingungstechnische Beschreibungen und Kenngrößen
    • Periodische und nichtperiodische Anregungssignale
    • Zeitsignale und ihre Frequenzspektren
    • Erstellung eines Fourierspektrums aus einem Zeitsignal
  • Transiente Analyse für lineare Systeme
    • Zeitsignal-Lasten mittels transienter Analysen in ANSYS Workbench
    • Besonderheiten bei linearen transienten Analysen
    • Lastdefinition per direkter Zeitfunktionseingabe
    • Hinweise zur korrekten Zeitschrittsteuerung
    • Lineare transiente Analyse mit modaler Superposition
  • Modalanalyse (Eigenfrequenzen und Eigenformen)
    • Grundlagen zur freien Schwingung und zur Modalanalyse
    • Berechnung von Eigenfrequenzen und Eigenschwingformen
    • Modalanalyse von Baugruppen
    • Partizipationsfaktoren und modale Massen
    • Überblick und Besonderheiten der verschiedenen Solver
    • Grundlagen zu Modalanalysen mit Dämpfung
    • Basis für Schwingungsanalysen mittels modaler Superposition
    • Möglichkeiten und Effizienzsteigerungen bei der Modellbildung
  • Frequenzganganalyse
    • Grundlagen und Hintergründe zur Frequenzganganalyse
    • Herleitung der Frequenzganganalyse aus einer Zeitsignalanalyse
    • Sinnvolle Analyseeinstellungen für effiziente Simulationen
    • Frequenzganganalyse mit der Methode der modalen Superposition
    • Frequenzganganalyse mit Dämpfung, Clustern und Residual Vector
  • Statisch vorgespannte Schwingungssysteme
    • Prinzip der "Linear Perturbation"-Methode
    • Modalanalyse mit Vorspannung
    • Statisch vorgespannte lineare transiente Analyse
    • Statisch vorgespannte Frequenzganganalyse
  • Ausblick auf spezielle fortgeschrittene Schwingungsanalysen
    • Hinweise zur effizienten Berechnung großer Modelle
    • Ausblick auf Schwingungsanalysen mit FSI und Akustik-Simulation
    • Ausblick auf Spektrum-Analysen (Antwort-Spektrum und PSD)
    • Ausblick auf Abgleich der Simulation mit Schwingungs-Versuchstechnik

Schlüsselbegriffe:

Modalanalyse, Frequenzganganalyse, harmonische Analyse, transiente Analyse, Dämpfung

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

Termine und Anmeldung

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