Eigenfrequenz - Modal

Definieren der Anzahl der zu lösenden Frequenzen/Modi

Geben Sie im Dialogfeld Analyseparameter die Anzahl der zu lösenden Frequenzen/Modi im Feld Anzahl der zu berechnenden Frequenzen/Modi an. Wenn das Modell nicht ausreichend eingeschränkt wird, um Starrkörperbewegung zu verhindern (freie Körperbewegung), muss diese Eingabe auch die Anzahl der Festkörpermodi umfassen. Die Gesamtanzahl der Modi enthält also x Starrkörpermodi und y elastische Modi. Wenn Sie beispielsweise 5 Modi benötigen und das Modell über 3 Starrkörpermodi verfügt, sollten Sie 8 Modi anfordern.

Das Feld Untere Grenzfrequenz ist nicht verfügbar und wird abgeblendet, wenn die Option Solvertyp auf der Registerkarte Lösung auf Subspace-AMG festgelegt ist. Wenn dieses Feld verfügbar ist, wird es verwendet, um die niedrigsten Eigenfrequenzen eines Modells zu überspringen. Der Prozessor startet die Lösung für die angeforderte Anzahl von Eigenfrequenzen, beginnend mit der ersten Eigenfrequenz über diesem Wert. So kann die Verarbeitungszeit reduziert werden, wenn Sie wissen, dass Ihre Struktur nicht von Frequenzen unter einer bestimmten Höhe beeinflusst wird.

Das Feld Obere Grenzfrequenz ist nicht verfügbar und wird abgeblendet, wenn die Option Solvertyp auf der Registerkarte Lösung auf Subspace-AMG festgelegt ist. Wenn dieses Feld verfügbar ist, wird es verwendet, um Berechnungen zu beenden, wenn alle Eigenwerte unter der angegebenen Frequenz gefunden wurden. Die Berechnung wird beendet, wenn der nächstliegende Eigenwert über der oberen Grenzfrequenz festgelegt wurde. Nur die Modi, deren Frequenzen unter der oberen Grenzfrequenz liegen, werden in den nachfolgenden dynamischen Neustartanalysen verwendet.

Berücksichtigung von Starrkörpermodi in Modellen

Ein Starrkörpermodus tritt in einem Modell auf, wenn Bewegung in einem der sechs Freiheitsgrade erfolgen kann. Dies ist wie lineare statische Spannung, wenn die Fehlermeldung erscheint, dass Ihr Modell nicht ausreichend verbunden ist. Der Modusformprozessor kann das Modell auch mit Starrkörpermodi auflösen, aber Sie müssen zunächst das Kontrollkästchen Starrkörpermodi werden erwartet auf der Registerkarte Allgemein im Dialogfeld Analyseparameter aktivieren. Wenn Sie beispielsweise ein Balkenmodell ohne Abhängigkeiten haben und eine Eigenfrequenzanalyse ausführen, treten sehr wahrscheinlich sechs Starrkörpermodi auf, da sich das Modell im 3D-Raum befindet und es sechs Freiheitsgrade gibt. Ein Starrkörpermodus in Ihrem Modell führt zu einer Eigenfrequenz von Null oder annähernd Null. Sie können dies durch Lösen weiterer Frequenzen berücksichtigen.

Rotationsmasse für Balkenelemente einschließen

Wählen Sie diese Option, wenn Sie Torsionsmodi in Ihrem Balkenmodell erwarten. Mit der Option wird die Rotationsmasse der Balkenelemente näherungsweise bestimmt. Wenn Sie diese Option nicht auswählen, werden Balkenelemente als konzentrierte Massen dargestellt, und die Torsionsmodi werden nicht berechnet. Weitere Informationen finden Sie unter Balkenelemente.

Solveroptionen

Abschnitt Lösungsoptionen

Verwenden Sie das Dropdown-Menü Solvertyp auf der Registerkarte Lösung im Dialogfeld Analyseparameter, um auszuwählen, welcher Solvertyp für die Analyse verwendet werden soll.

• Wenn die Option Automatisch aktiviert ist, wählt der Gleichungslöser den zu verwendenden Solvertyp anhand der Modellgröße und Anzahl der gesuchten Frequenzen. Für kleinere Modelle oder für Lösungen mit vielen Eigenwerten wird der Solver vom Typ Sparse verwendet. Umgekehrt gilt, dass bei einem größeren Modell und der Anforderung einer relativ geringen Anzahl von Frequenzen der Solver vom Typ Unterraum (AMG) verwendet wird. Den zu verwendenden Solver bestimmen Sie anhand der folgenden Formel:

  Wenn #DOF / #Freq > 10.000 ist, verwenden Sie den Solver Unterraum (AMG). Andernfalls verwenden Sie den Solver Sparse.

  Dabei gilt:

  • #DOF ist die Anzahl der Freiheitsgrade (Gleichungen)
  • #Freq ist die angeforderte Anzahl von gesuchten Frequenzen

  Für die vorgabemäßige Anzahl von Frequenzen (5) verwenden demnach Modelle mit mehr als 500.000 Freiheitsgraden den Solver Unterraum (AMG).

• Wenn Sie die Option Sparse auswählen, wird die Verwendung dieses Solvers erzwungen, und zwar unabhängig von der Modellgröße oder der angeforderten Anzahl von Modi.
• Wenn Sie die Option Unterraum (AMG) auswählen, wird die Verwendung dieses Solvers erzwungen, und zwar unabhängig von der Modellgröße oder der Anzahl von Modi.

Anmerkung: Wenn in Ihrem Computersystem mehrere Threads/Kerne verfügbar sind, verwenden beide Solver alle zum Auflösen der Gleichungen. Darüber hinaus verwenden beide Solver soweit verfügbar die 64-Bit-Verarbeitung.

Prozentsatz der Speicherzuweisung: Für den Solver vom Typ Sparse steuert dieses Feld, wie viel des verfügbaren Arbeitsspeichers (RAM) verwendet wird, um die Elementdaten zu lesen und die Matrizen zu erstellen. Ein kleiner Wert wird empfohlen, wenn Sie den Sparse Solver verwenden. Das Eingabefeld ist für den Solver vom Typ Unterraum (AMG) deaktiviert. Dieser Wert steuert, wie viel des verfügbaren RAM verwendet wird, um die gesamte Analyse durchzuführen. Wenn der Wert kleiner oder gleich 100 % ist, wird der verfügbare physikalische Arbeitsspeicher verwendet. Wenn der Wert dieser Eingabe größer als 100 % ist, verwendet die Speicherzuweisung den verfügbaren physischen und virtuellen Speicher. Der Vorgabewert ist 50 %.

Wie bereits erwähnt, nutzen die Solver soweit auf dem Computer verfügbar mehrere Threads/Kerne. Das Dropdown-Feld Anzahl der Threads/Kerne steuert, wie viele Threads/Kerne verwendet werden. Verwenden Sie für die schnellste Lösung alle verfügbaren Threads/Kerne. Wählen Sie alternativ weniger Threads/Kerne aus, um Rechenleistung zum Ausführen von anderen Anwendungen während der Analyse bereitzustellen.

Abschnitt Unterraum-Iteration

Der Abschnitt Unterraum-Iteration betrifft nur den Solver Unterraum (AMG) und ist nur bei Verwendung dieses Solvers verfügbar.

• Das Feld Maximale Anzahl an Iterationen steuert die Anzahl der Iterationen, die zum Erreichen der Konvergenztoleranz zulässig sind. Der Vorgabewert ist 32, und der Gleichungslöser verwendet maximal 100, wenn Sie den Wert Null eingeben.
• Mithilfe der in der Dropdown-Liste Genauigkeit der letzten Frequenz ausgewählten Option erfolgt eine Abwägung zwischen Lösungsgeschwindigkeit und Lösungsgenauigkeit, um das optimale Modalfrequenzergebnis zu erhalten. Folgende Optionen sind verfügbar:
  • Recht gut (schnell): Verwenden Sie diese Einstellung für die schnellste Lösung, wenn die Genauigkeit der letzten Frequenz keine so wichtige Rolle spielt wie die ersten paar Schwingungsmodi.
  • Gut: Mit dieser Einstellung erfolgt ein Ausgleich zwischen Leistung und Genauigkeit der letzten Frequenz.
  • Besser (am langsamsten): Diese Einstellung bietet zwar die beste Genauigkeit für das letzte Frequenzergebnis, erfordert aber auch den größten Zeitaufwand.

Abschnitt Solver Sparse

Wenn der Solver Sparse ausgewählt ist, dann ist der Abschnitt Solver Sparse aktiviert. Die Eingaben für diesen Abschnitt lauten wie folgt:

• Das Dropdown-Menü Typ des Solvers Sparse enthält die Optionen Vorgabe und BCSLIB-EXT. Da derzeit nur ein Solver vom Typ Sparse verfügbar ist, ist die Vorgehensweise bei beiden Optionen identisch:
  • Vorgabe verwendet den Solver BCSLIB-EXT.
  • BCSLIB-EXT (Boeing-Solver vom Typ Sparse, unterstützt unter Windows und Linux): Beachten Sie für Windows, dass der BCSLIB-EXT-Solver möglicherweise temporäre Dateien in den Ordner schreibt, der durch die Umgebungsvariable USERPROFILE angegeben wird. Diese Variable ist vorgabemäßig auf den Ordner %SYSTEMDRIVE%\Benutzer\Benutzername festgelegt, wobei %SYSTEMDRIVE% das Laufwerk ist, auf dem das Betriebssystem installiert ist (in der Regel C:). Die vom BCSLIB-EXT-Solver zurückgegeben Fehlernummern -701 oder -804 zeigen an, dass ihm nicht mehr genügend Festplattenspeicher für die Speicherung der temporären Dateien zur Verfügung steht. Wenn dies der Fall ist, ändern Sie die Variable USERPROFILE in einen Ordner auf einem Laufwerk, das ausreichend Festplattenspeicher aufweist. (Weitere Informationen zum Ändern von Umgebungsvariablen finden Sie in der Dokumentation Windows-Hilfe und Support.)
• Das Feld Solver-Speicherzuweisung legt die Höhe des während der kleineren Matrixlösung für den Solver BCSLIB-EXT zu verwendenden Arbeitsspeichers fest. Im Allgemeinen führt die Zuweisung von mehr Speicher zu einer schnelleren Analyse. Der Vorgabewert ist 100 %.

Ausgabesteuerelemente

Bestimmte Ergebnisse und Dateneingaben können in einer Textdatei ausgegeben werden. Verwenden Sie die Optionen der Registerkarte Ausgabe im Dialogfeld Analyseparameter, um die Daten zu steuern, die ausgegeben werden sollen.

• Matrizen: Wenn dieses Kontrollkästchen aktiviert ist, erfolgt die Ausgabe der Steifigkeits- und Massenmatrizen in einer ASCII-Datei mit dem Namen Dateiname.mtx. Das Format dieser Ausgabedatei wird unter Matrixausdruck von Modalanalysen erläutert.

Andere Ergebnisse der Textausgabeoptionen sind:

• Verschiebungs-/Eigenvektordaten und
• Gleichungszahlendaten

Der Text für diese beiden Optionen ist Bestandteil der Analyse Zusammenfassung -Datei, die Sie in der Berichtumgebung anzeigen können.

Darüber hinaus können die folgenden Analyse Eingabedaten optional in die Übersichtsdatei eingeschlossen werden:

• Elementdaten und
• Knotendaten

Verwenden Sie die beiden folgenden Optionen im Abschnitt SimMech-Spannung/-Dehnung, um die Erstellung einer optionalen binären Ausgabe bei Verwendung des systemeigenen Simulation Mechanical-Solvers zu steuern. (Die optionale binäre Ausgabe wird verwendet, um Ergebniskonturen zu erzeugen, die in der Ergebnisanzeige angezeigt werden können.)

• Normalisierte Spannung (binär ): Aktivieren Sie dieses Kontrollkästchen, um die Anzeige der normalisierten Spannungskonturen in der Ergebnisanzeige zu aktivieren.
• Normalisierte Dehnung (binär): Aktivieren Sie dieses Kontrollkästchen, um die Anzeige der normalisierten Dehnungskonturen in der Ergebnisanzeige zu aktivieren. Diese Option ist nur verfügbar, wenn Sie zuerst die Option Normalisierte Spannung (binär) aktiviert haben.
Wichtig: Die normalisierten Spannungen und Dehnungen sind auf keine bestimmte strukturelle Last oder Erregung skaliert. Sie dienen nur zur Demonstration der relativen Spannungs- und Dehnungsverteilungen für die verschiedenen Modusformen. Die absolute Größe dieser Ergebnisse ist nicht von Bedeutung.

Erweiterte Einstellungen

Anzahl der Vektoren in Lösung

Die Anzahl der Vektoren, die für die Analyse verwendet werden soll, kann in diesem Feld auf der Registerkarte Weitere Einstellungen im Dialogfeld Analyseparameter angegeben werden.

Für den Solver Unterraum (AMG) führt die Eingabe des Werts Null dazu, dass der Gleichungslöser automatisch diesen Wert als Mindestwert der folgenden beiden Optionen berechnet:

• Anzahl der angeforderten Frequenzen + 8 ODER
• 2 * Anzahl der angeforderten Frequenzen.

Für den Solver des Typs Sparse führt die Eingabe des Werts Null dazu, dass der Gleichungslöser diesen Wert als 2 * Anzahl der angeforderten Frequenzen berechnet.

Wenn Sie einen positiven Wert ungleich Null für die Anzahl der Vektoren angeben, verwendet der Gleichungslöser den Maximalwert der folgenden beiden Optionen für die Anzahl der Vektoren:

• Die angeforderte Anzahl von Vektoren ODER
• Die Anzahl der angeforderten Frequenzen.

Frequenzverschiebung

Eine Frequenzverschiebung kann verwendet werden, wenn Starrkörpermodi in Fällen vorhanden sind, in denen der Solver auf Lösungsprobleme stößt. Beispielsweise kann eine Analyse eine Warnung für eine negative Diagonale angeben. Wenden Sie eine Verschiebung an, um Starrkörpermodi anzupassen und negative Diagonalen zu vermeiden. Ein ungefährer Verschiebungswert ist das Quadrat der ersten Eigenfrequenz (in Radianten/s). Dies ist im Feld Frequenzverschiebung auf der Registerkarte Erweitert im Dialogfeld Analyseparameter angegeben.

Neustartdateien nicht speichern

Es gibt mehrere Analysen, die nach einer Eigenfrequenzanalyse (modal) ausgeführt werden können, für die Dateien während der Eigenfrequenzanalyse (modal) generiert werden müssen. Dazu gehören Antwortspektrum, Frequenzantwort, zufällige Schwingungen und transiente Spannung. Wenn Sie diese Analysen nicht durchführen möchten, können Sie das Kontrollkästchen Neustartdateien nicht speichern auf der Registerkarte Weitere Einstellungen im Dialogfeld Analyseparameter aktivieren.

Anhalten nach Steifheits-Berechnungen

Dieses Kontrollkästchen kann aktiviert werden, um zu verhindern, dass der Gleichungslöser die Analyse durchführt, nachdem die Steifheitsmatrix generiert wurde. Das Kontrollkästchen Lösung von Matrixproblemen versuchen und fortfahren kann aktiviert werden, wenn der Gleichungslöser versuchen soll, negative Diagonalen zu beheben, die während der Analyse ermittelt werden.

Kontakteinstellungen

Es gibt zwei Methoden für den Umgang mit verklebten Verbindungen. Die verwendete Methode hängt zum Teil davon ab, ob die Knoten zwischen den beiden Teilen übereinstimmen oder nicht.

Durch Aktivieren der Option Intelligenter verklebter/verschweißter Kontakt ein auf der Registerkarte Kontakt werden Mehrpunkt-Abhängigkeitsgleichungen (MPC) verwendet, wenn die Bindung der Knoten auf Bauteil A, Oberfläche B mit den nächstgelegenen Knoten auf Bauteil C und der Oberfläche D erforderlich ist. Formfunktionen interpolieren das Potenzial an den Knoten auf der Oberfläche B zu den Knoten auf der Oberfläche D. Daher muss keine Übereinstimmung der Netze zwischen den Bauteilen vorhanden sein. Die Mehrpunkt-Abhängigkeiten werden für alle Knoten auf dem Flächenkontaktpaar verwendet, wenn ein Knoten nicht übereinstimmt. Wenn die Netze nicht an allen Knoten übereinstimmen, wird die Knotenanpassung verwendet, um die Kontaktfläche zu verbinden; die zwei Knoten auf angrenzenden Teilen werden in einen Knoten reduziert, und MPC-Gleichungen werden für die Kontaktflächen verwendet. Die Optionen für die Dropdown-Liste der intelligenten Bindung sind wie folgt:

• Keine Die intelligente Bindung wird nicht verwendet. Daher müssen die Knoten übereinstimmen, damit Teile verbunden werden.
• Grob zu feinem Netz verbunden: Die intelligente Bindung erstellt Mehrpunkt-Abhängigkeitsgleichungen, die die Knoten auf der Oberfläche mit dem gröberen Netz mit den Knoten auf der Oberfläche mit dem feineren Netz verbinden.
• Fein zu grobem Netz verbunden: Die intelligente Bindung erstellt Mehrpunkt-Abhängigkeitsgleichungen, die die Knoten auf der Oberfläche mit dem feineren Netz mit den Knoten auf der Oberfläche mit dem gröberen Netz verbinden.

Die Option der intelligenten Bindung gilt für verklebten Kontakt und verschweißten Kontakt. Weitere Informationen zur Definition von Kontakten und Verwendung von intelligenten Klebeverbindungen finden Sie unter Kontakttypen.

Bei der intelligenten Verklebung wird zum Lösen der Analyse standardmäßig die Kondensierungsmethode eingesetzt. Wenn die Analyse nicht konvergiert oder nicht den Erwartungen entspricht, können Sie eine andere Lösungsmethode für MPC-Gleichungen verwenden (siehe Mehrpunkt-Abhängigkeiten). Klicken Sie auf Setup Lasten Mehrpunkt-Abhängigkeit, und wählen Sie unter Lösungsmethode eine Option aus. Wenn Sie die Strafmethode verwenden, wird die Genauigkeit der Lösung vom Feld Pönale gesteuert. Die Pönale multipliziert mit der maximalen diagonalen Steifheit im Modell wird für die Straflösung verwendet. Ein Wert im Bereich von 10 ⁴ bis 10 ⁶ wird empfohlen.

Anmerkung:

• Die von Ihnen im Dialogfeld Mehrpunktabhängigkeiten definieren gewählte Lösungsmethode wird als Methode für alle Elemente mit Mehrpunkt-Abhängigkeiten festgelegt. Dazu gehören unter anderem zyklische Symmetrie, reibungslose Abhängigkeiten, die intelligente Verklebung und benutzerdefinierte Mehrpunkt-Abhängigkeiten. Wenn Sie beispielsweise die Methode Über Lösungsabweichung verwenden möchten, um alle Analysen mit intelligenter Verklebung zu lösen, können Sie die standardmäßige Kondensierungsmethode überschreiben, indem Sie im Dialogfeld Mehrpunktabhängigkeiten definieren die Option Über Lösungsabweichung auswählen.
• Intelligentes Binden angewendet auf den Kontakt zwischen Quader-, 2D-, Membran- und Schalenelementen. Für verbundene Kontakte mit anderen Elementtypen müssen die Knoten übereinstimmen. Die Einstellung für intelligentes Binden hat keinen Einfluss darauf.

Wenn Sie die Option Intelligenter verklebter/verschweißter Kontakt ein nicht aktivieren, werden die Teile nur verbunden, wenn die Knoten der Teile übereinstimmen.