Rechnerische Modalanalyse (FEM)

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Rechnerische Modalanalyse mit der Finite-Elemente-Methode (FEM)

Die rechnerische Modalanalyse löst ein mathematisches Eigenwertproblem, in dem es die Eigenfrequenzen und die Eigenformen bestimmt. Input für die FEM sind das Geometrienetz, die Werkstoffdaten und die Lagerungsrandbedingung (jedoch keine aufgeprägten Kräfte)

Rechnerische_Modalanalyse_Input_Output

 

 

Betriebsschwingungsformen_durch_modale_Superposition

Beispiele und animierte Eigenformen von rechnerischen Modalanalysen mit der FEM:

 

Pro und Contra von modalen Analysen im Frequenzbereich, die Eigenfrequenzen und Eigenformen als Ergebnis liefern:

    + Kurze Analysezeiten.

    + Erster Eindruck von Schwingungsformen in den interessierenden Frequenzbereichen.

    + einfache Möglichkeit, um festzustellen, ob zwei verschiedene Netze die gleichen Ergebnisse (Eigenfreq.) liefern.

    + Einfacher Check, ob 1. Eigenfrequenz mit Näherungswerten (siehe Tab. unten) übereinstimmt, um die Richtigkeit der FEM-Modellierung festzustellen.

    - Nur zwei Dämpfungsparameter für gesamten Frequenzbereich, was im allgemeinen zu wenig ist.

    - Daher geeignet nur für lineare oder schwach gedämpfte Strukturen.

Erste Eigenfrequenz einfacher Schwinger
Erste Eigenfrequenzen einfacher Schwinger wie Biegebalken / Rechteckplatte

 

 

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