Abweichungen bei Bestimmung von Eigenfrequenz

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thschrader
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Re: Abweichungen bei Bestimmung von Eigenfrequenz

Post by thschrader »

Schreibe vom handy.
Fc schreibt keine kraft in die inp,
weil du doch ein eigenwertproblem
lõsen must. Da gibt es keine externen
Kræfte. Im gegensatz zum statischen fall.
Du kannst ja gewichtskræfte als zusætzliche
Masse mit einbauen.
Die inp wird schon richtig geschrieben,
Sie enthælt die dichte und den emodul,
Das reicht fùr die Eigenfrequenz
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uwestoehr
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Re: Abweichungen bei Bestimmung von Eigenfrequenz

Post by uwestoehr »

thschrader wrote: Sat Jul 30, 2022 7:06 am Fc schreibt keine kraft in die inp,
weil du doch ein eigenwertproblem
lõsen must. Da gibt es keine externen
Kræfte.
OK, ich kenne mich nicht wirklich tief genug damit aus.

Wir sprechen mathematisch eine andere Sprache, daher vielleicht die Missverständnisse: Die Eigenwerte sind die des Gleichungssystems. Wenn die Gewichtskraft sich rauskürzt, ist es OK, denn dann ist sie nicht in der Gleichung und daher nicht im Gleichungssystem. Das ist mir jedoch immer noch nicht klar.

Wenn ich ein Lineal nehme und es in Luft schwingen lasse, sollte ich auch etwas anderes herausbekommen, als wenn ich an dessen Ende eine kleine Flasche Wasser hänge, es also unter Vorspannung halte. Oder ich lasse das Lineal statt in Luft in Honig schwingen, da ist die Zeitkonstante zur Relaxation viel größer, ich muss also auch dort andere Eigenwerte bekomme, weil ich auhc mehr Terme in der Gleichung habe.
Kurzum, ich dachte, dass die Gewichtskraft ein Term ist, der nicht weg fällt. Wenn sie das tut, ist alles gut.
user1234
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Re: Abweichungen bei Bestimmung von Eigenfrequenz

Post by user1234 »

uwestoehr wrote: Sat Jul 30, 2022 11:53 am Wenn ich ein Lineal nehme und es in Luft schwingen lasse, sollte ich auch etwas anderes herausbekommen, als wenn ich an dessen Ende eine kleine Flasche Wasser hänge, es also unter Vorspannung halte.
Dann hast du vorne eine zusätzliche Masse angebracht, was die Frequenz ändert, die Gewichtskraft (Masse ist nicht gleich Gewichtskraft) hat damit nichts zu tun, dies gilt unter Schwerelosigkeit* auch (Trägheit der Masse).

Man kann es mit einem LC Schwingkreis betrachten. Auch hier habe ich keinen Strom oder Spannung, habe aber eine Resonanzfrequenz, die man, je nach Anwendung, meiden oder nutzen muss/kann.

*(das Wort ist, wenn man Wortklauberei betreibt, eigentlich falsch, denn Schwere ist Masse, besser gravitationsunbeeinflusster Raum)

Grüße
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uwestoehr
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Re: Abweichungen bei Bestimmung von Eigenfrequenz

Post by uwestoehr »

user1234 wrote: Sat Jul 30, 2022 12:36 pm Dann hast du vorne eine zusätzliche Masse angebracht, was die Frequenz ändert, die Gewichtskraft (Masse ist nicht gleich Gewichtskraft) hat damit nichts zu tun, dies gilt unter Schwerelosigkeit* auch (Trägheit der Masse).
OK. Also Eigengewicht fällt raus.

Bleibt aber der Bug, dass wenn ich eine zusätzliche Masse anbringe, Elmer diese Info bekommt, CCX aber nicht. Bei CCX werden generell keine externen Kräfte in die .inp-Datoi geschrieben.

Da ich aktuell nicht die Zeit habe, mich in CCX einzuarbeiten, bitte ich dich und @thschrader zu schauen, ob wir da was für CCX machen müssen.

Ich bin jetzt an Elmer dran, fixe ein paar Kleinigkeiten und werde dann im Wiki beschreiben, wie man damit Frequenzanalysen macht.
user1234
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Re: Abweichungen bei Bestimmung von Eigenfrequenz

Post by user1234 »

uwestoehr wrote: Sat Jul 30, 2022 12:50 pm OK. Also Eigengewicht fällt raus.
Eben nicht, durch die Dichte ist das Gewicht (Masse pro Element) definiert. Mit einer Flasche Wasser hätte man nur vorne ein zusätzliches Volumen mit einer anderen Dichte, aber keine Kraft, weil diese egal ist. Kräfte fallen raus.


uwestoehr wrote: Sat Jul 30, 2022 12:50 pm Bleibt aber der Bug, dass wenn ich eine zusätzliche Masse anbringe, Elmer diese Info bekommt, CCX aber nicht. Bei CCX werden generell keine externen Kräfte in die .inp-Datoi geschrieben.
Ich glaube, dass ist mit Absicht, denn es gibt nur eine Situation (die mir gerade einfällt), wo eine Kraft, wenn überhaupt, relevant wäre und das wäre mit einer Längskraft. Die Frage ist, ob das Calculix überhaupt kann. Der Effekt ist auch in der Regel vernachlässigbar klein bzw. wenn es Relevant wäre, müsste man das Ganze, meines Wissens nach, sowieso anders angehen (Saitenschwingung).

Grüße
user1234
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uwestoehr
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Re: Abweichungen bei Bestimmung von Eigenfrequenz

Post by uwestoehr »

uwestoehr wrote: Sat Jul 30, 2022 12:50 pm Ich bin jetzt an Elmer dran, fixe ein paar Kleinigkeiten und werde dann im Wiki beschreiben, wie man damit Frequenzanalysen macht.
Und hier ist die Beschreibung wie man mit Elmer Frequenzanalysen macht:
https://wiki.freecadweb.org/FEM_EquationElasticity

Also, ab sofort werden auch bei Elmer die Frequenzen ausgegeben:
https://github.com/FreeCAD/FreeCAD/commit/a6fbd74ca
Der Abschnitt https://wiki.freecadweb.org/FEM_Equatio ... ty#Results ist damit obsolet, weil man nicht mehr selber rechnen muss.
thschrader
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Re: Abweichungen bei Bestimmung von Eigenfrequenz

Post by thschrader »

Hallo Uwe;
hier noch ein paar Beispiele/Erklärungen.

Wegen meiner FC-Version:
Eigentlich nehme ich immer den neuesten Development-Snapshot,
FEM hat aber den Bug mit den fehlenden Darstellungen der Hauptspannungen.
Zumindest mein letzter Stand. Für die Installation der FC0.20 release muss ich
einen Software-Antrag bei unserer IT einreichen, das ist mir zu fischig, deswegen meine "alte" Version.
Bin ich auch sehr zufrieden mit...

Habe auch nochmal meine alte Baudynamik-Literatur eingesehen (ja, lang ists her).
Eigenschwingungen sind autonome Schwingungen ohne äussere Lasten ==> Eigenwertproblem.
In der "richtigen" Welt muss man das System natürlich erstmal auslenken, um die Schwingung zu
erzeugen. Die Gitarre spielt ja auch nicht von allein. Insofern hast du schon recht,
man braucht eine Kraft. Mathematisch betrachtet wird dann aber nur der Schwingungsvorgang
nach der Auslenkung, also ohne externe Kräfte.

Ich habe ccx nochmal mit meinem kommerziellen Stabwerkprogramm kontrolliert.
https://www.pcae.de/ Programm 4H-FRAP

Das passt alles. Bei 4H-FRAP müssen Stabgewichte/externe Lasten ebenfalls als Massenbelegung,
nicht als Kraft eingegeben werden. Das stimmt auch mit ccx überein.
Externe Lasten kann man in FC mit zusätzlichen Körpern erzeugen, siehe Beispiel.
Erhöht sich die träge Masse, kann das über die Dichte der Kugel angepasst werden.
Bei komplizierteren Modellen muß man sich dann schon Gedanken über den Modellaufbau machen.
Aber so ist das eben. Hier die Beispieldatei.
balken_einzellast.FCStd
(17.75 KiB) Downloaded 19 times
In ccx-Handbuch ist ein Beispiel für Eigenfrequenzberechnung für einen Balken unter Vorspannung.
Werde ich mir jetzt ansehen.

Mein Fazit: keine weiteren Maßnahmen für die FEM-Gui / ccx erforderlich.

eigenfrequenz_ccx_vs_pcae_1.JPG
eigenfrequenz_ccx_vs_pcae_1.JPG (103.96 KiB) Viewed 648 times
balken_einzellast.JPG
balken_einzellast.JPG (97.85 KiB) Viewed 648 times
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bernd
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Re: Abweichungen bei Bestimmung von Eigenfrequenz

Post by bernd »

Ich hab nicht alles gelesen, aber sicher ist es braucht weder kraft noch Halterung! Einzig Netz und Material. Ohne Halterung sind einfach die ersten 6 eigenfrequenzen Nähe null, da dann das teil durch den Orbit fliegt oder dreht.

Meines Wissens haben lasten gar keinen Einfluss auf die eigenfrequenz, einzig Halterungen und aufgezwungene Verformungen beeinflussen die eigenfrequenz.

Harry hätte mal einen super Artikel auf englisch zu dem Thema ...
thschrader
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Re: Abweichungen bei Bestimmung von Eigenfrequenz

Post by thschrader »

bernd wrote: Sun Jul 31, 2022 9:55 am ...
Meines Wissens haben lasten gar keinen Einfluss auf die eigenfrequenz, einzig Halterungen und aufgezwungene Verformungen beeinflussen die eigenfrequenz.
...
Sehe ich auch so. Zumindest gilt das für 99% alles lebensnahen Fälle :mrgreen:

Siehe ccx2.19 Handbuch, Beispiel 2, Balken unter sehr hoher Drucklast.
Im Beispiel von Guido muss man schon dicht in der Nähe der Knicklast
arbeiten (ca.1100 MN, Guido hat rund 1000 MN genommen), um eine spürbare
Frequenzverschiebung festzustellen.
Ich habe versucht das in FC nachzubauen, also inp für die Frequenzanalyse schreiben,
dann die Zeilen 32-34 einbauen und den Parameter PERTURBATION in *STEP/Frequency nachtragen.
Perturbation sollte den Vorbelastungszustand in der Frequenzanalyse erkennen, macht er bei mir aber nicht.
Null Frequenzverschiebung, weder bei 500 MN noch bis 900 MN.
ccx_Balken.FCStd
(8.67 KiB) Downloaded 17 times
ccx_Balken_Beispiel2.JPG
ccx_Balken_Beispiel2.JPG (122.43 KiB) Viewed 587 times
handbuch_ccx.JPG
handbuch_ccx.JPG (140.9 KiB) Viewed 587 times
thschrader
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Re: Abweichungen bei Bestimmung von Eigenfrequenz

Post by thschrader »

Ok, hier noch ein letzter Versuch mit einem Stabmodell,
mir raucht schon der Kopf.

Man muß zuerst die statische inp erzeugen (wg. den äußeren Lasten!), dann die Dichte und
die Frequenz-Card einfügen. Die äußere Last (*INCLUDE) muß unter
*STATIC eingefügt werden, dann wird es auch erkannt.

Das dumme ist bloß, ich bekomme für die ersten Eigenwerte nur Imaginäranteile.
Das sollte nicht sein, die Drucklast liegt unter 30% der Knicklast.
Passiert auch, wenn man die Stütze 3D rechnet. Die einzelnen Berechnungen selber laufen astrein.
Ich verstehe nicht, was ich hier falsch mache. Der Kollege hier
https://www.youtube.com/watch?v=mVtGKRe22_I
macht es doch auch so.
Schönen Restsonntag.
Thomas
druckstab.FCStd
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druckstab.JPG
druckstab.JPG (98.83 KiB) Viewed 531 times
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