Aktivieren des Befehls: Setup
Modell einrichten Parameter Weitere Einstellungen Dämpfung (Registerkarte)
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Mechanischer Ereignissimulator (MES)
In manchen Fällen ist es sinnvoll, Dämpfung auf ein physikalisches System anzuwenden. Diese Parameter können so angepasst werden, dass eine physikalische Dämpfung imitiert wird. Beispiel: Sie möchten die Effekte von Reibung oder Luftwiderstand auf einem Bauteil modellieren. Dämpfung ist eine Funktion der Geschwindigkeit. Ohne Bewegung gibt es daher keine Dämpfung. Die Konstanten Alpha und Beta werden zum Festlegen des Dämpfungsgrads verwendet. Die Rayleigh-Dämpfung stammt aus der linearen Theorie (Masse-Feder-Dämpfer-System), bei dem jeder Modus unabhängig angezeigt werden kann.
Alpha und Beta werden mithilfe des folgenden Gleichungssystems berechnet:
(1)
wobei man ωi durch eine Modalanalyse erhält und ζ i vom Benutzer festgelegte Dämpfungsverhältnisse bezeichnet. Anhand der obigen Gleichung lässt sich zeigen, dass wenn zwei Dämpfungsverhältnisse zugewiesen sind, ζ i und ζ j , die den natürlichen Kreisfrequenzen ω i und ω j entsprechen, Alpha und Beta sich mit der folgenden Gleichung bestimmen lassen:
(2)
Gleichung 1 kann auch folgendermaßen umgestellt werden:
(3)
Bei dieser Gleichung muss beachtet werden, dass wenn [[C] = Alpha * [M] (mit Beta = 0), den höheren Modi der Struktur sehr wenig Dämpfung zugewiesen wird. Während wenn [C] = Beta * [K] (mit Alpha = 0), die höheren Modi eine starke Dämpfung erfahren. Wenn Alpha und Beta also die entsprechenden Werte zugewiesen werden, können Sie den Effekt der höheren Modi filtern und erhalten.
Ausgehend von der obigen Erklärung können Sie sich jede Dämpfung unabhängig vorstellen. Sie können sich beispielsweise vorstellen, dass die erste Schwingungsdämpfung Ihre Stärke in 10 Sekunden halbiert, während die zweite Dämpfung Ihre Stärke in 2 Sekunden halbiert. Rayleigh-Dämpfung ist eine empirische Methode zum Dämpfen aller Frequenzen. Da es nur zwei Parameter (Alpha und Beta) gibt, können Sie nur angeben, wie zwei Frequenzen gedämpft werden sollen. Alle anderen Frequenzen werden ebenfalls gedämpft, folgen dabei aber dem Rayleigh-Modell.
Beim einfachen Masse-Feder-Dämpfer-System wählen Sie zwei Frequenzen aus und legen fest, wie schnell die Dämpfung erfolgen soll. Dadurch erhalten Sie zwei Gleichungen und zwei Unbekannte, also ein lösbares System. Bei FEM werden zum Bestimmen von Alpha und Beta allgemeine Faustregeln verwendet. Es wird empfohlen, verschiedene Werte auszuprobieren und zu beobachten, wie die Lösung dadurch beeinflusst wird. Sie sollten beachten, dass Dämpfung zum Imitieren von physikalischer Dämpfung verwendet wird, daher ist Vorsicht geboten. Wenn Sie an der statischen Lösung interessiert sind, können sie so viel Dämpfung wie möglich anwenden. Dadurch kann das Gleichgewicht schneller erreicht werden.
Tests haben gezeigt, dass sich der Parameter Alpha (Alpha = 0.05 ist die Standardeinstellung) am einfachsten bearbeiten lässt. Einige allgemeine Werte und deren Auswirkungen sind im Folgenden aufgeführt:
|
Alpha = 0.05 |
sehr wenig Dämpfung |
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Alpha = 2.5 |
spürbare Dämpfung |
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Alpha = 5-10 |
deutliche Dämpfung |
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Alpha > 10 |
stark ausgeprägte Dämpfung und einige Unterschiede zwischen verschobenen Formen, die durch unterschiedliche Alpha-Werte erzielt werden |
Um Rayleigh-Dämpfung auf ein Modell anwenden zu können, müssen Sie zunächst das Kontrollkästchen Rayleigh Dämpfung anwenden auf der Registerkarte Dämpfung aktivieren. Geben Sie den Wert für Alpha im Feld Massenbezogener Rayleigh Dämpfungskoeffizient an. Geben Sie den Wert für Beta im Feld Steifigkeitsbezogener Rayleigh Dämpfungskoeffizientan.