Stochastische Schwingungsanalysen ausführen
Übersicht
Mit Hilfe von stochastischen Schwingungsanalysen können Sie auswerten, wie eine Struktur auf stochastische, frequenzabhängige Erregungen wie die Rauheit einer Fahrbahn, Motorvibrationen oder turbulente Strömungen reagiert. Anstatt eine deterministische Last anzuwenden, definieren Sie die Leistungsspektraldichte (PSD, Power Spectral Density) der Erregung und untersuchen die statistische Antwort des Systems.
Die stochastische Schwingungsanalyse von Creo Ansys Simulation ist eine Erweiterung einer Modalanalyse. Zunächst müssen Sie eine Modalanalyse definieren und durchführen. Anschließend wenden Sie frequenzabhängige PSD-Lasten auf das Modell an. Der Gleichungslöser verwendet die natürlichen Eigenmoden des Modells und kombiniert sie statistisch, um die erwarteten Antwortebenen wie Verformung, Spannung, Beschleunigung oder Geschwindigkeit vorherzusagen. Ergebnisse können mit Sigma-Niveaus skaliert werden, die die Wahrscheinlichkeit des Vorkommens darstellen.
Voraussetzungen für die Ausführung einer stochastischen Schwingungsanalyse
• Sie müssen über eine erweiterte Creo Ansys Simulation Lizenz verfügen, um eine stochastische Schwingungsstudie auszuführen oder Ergebnisse für eine vorhandene Studie zu aktualisieren.
• Das Modell muss für die Modalanalyse geeignet sein. (Free-Free-Modelle werden nicht unterstützt.) Das Modell muss mindestens eine feste Randbedingung aufweisen.
• Sie müssen eine modale Studie definieren und ausführen.
Sie können Gleichungslöser-Einstellungen festlegen, die speziell für stochastische Schwingungsanalysen gelten.
Stochastische Schwingungsanalysen ausführen
1. Definieren Sie eine modale Studie, oder öffnen Sie eine vorhandene modale Studie.
2. Klicken Sie auf > , und aktivieren Sie dann das Kontrollkästchen Stochastische Schwingung (Random Vibration), um die stochastische Schwingungsanalyse zu aktivieren.
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Beachten Sie, dass durch Deaktivieren des Kontrollkästchens Stochastische Schwingung (Random Vibration) für eine zuvor definierte stochastische Schwingungsanalyse alle PSD-Lasten, -Ergebnisse und -Taster aus der Studie entfernt werden.
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3. Definieren Sie mindestens eine feste Randbedingung für das Modell. Die PSD-Last-Definition wird in der Gruppe Lasten (Loads) erst aktiviert, nachdem eine feste Randbedingung für das Modell definiert wurde.
4. Definieren Sie eine oder mehrere Lasten als Frequenzfunktion. Lasten müssen als Tabellenfunktionen mit Variationen der Größe bei unterschiedlichen Frequenzen definiert werden. Führen Sie die folgenden Schritte aus, um eine PSD-Last zu definieren:
a. Wählen Sie in der Gruppe Lasten (Loads) eine der folgenden Lasten aus.
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PSD-Beschleunigung (PSD Acceleration)
PSD-Beschleunigung (PSD Acceleration)▪ 
PSD G-Beschleunigung (PSD G Acceleration)
PSD G-Beschleunigung (PSD G Acceleration)▪ 
PSD-Geschwindigkeit (PSD Velocity)
PSD-Geschwindigkeit (PSD Velocity)▪ 
PSD-Verschiebung (PSD Displacement)
PSD-Verschiebung (PSD Displacement)b. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Feld für die X-, Y- oder Z-Komponente, und wählen Sie Funktion (Function) aus, um das Dialogfenster Funktionen (Functions) zu öffnen.
| | Lastkomponentenwerte dürfen keine konstanten Werte außer 0 haben. Sie müssen Tabellenfunktionen der Frequenz sein. |
c. Definieren Sie eine Tabellenfunktion mit mindestens zwei Zeilen, wobei die Frequenz die erste Größe (X-Achse) und die physische Größe (Verschiebung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung) die zweite Spalte (Y-Achse) in der Tabellenfunktion ist.
Nachdem Sie die Tabellenfunktion definiert haben, können Sie den Graphen mithilfe der Steuerung Graphfunktion (Graph Function) in der Vorschau anzeigen.
d. Klicken Sie auf OK (OK), um die Last zu erzeugen.
5. Definieren Sie Ergebnisse für eine Größe, die Sie untersuchen möchten, oder definieren Sie Ergebnis-Taster für verschiedene Ergebnisgrößen.
6. Klicken Sie auf > 
Ausführen (Run), um die stochastische Schwingungsstudie auszuführen.
Ausführen (Run), um die stochastische Schwingungsstudie auszuführen.7. Untersuchen Sie nach Abschluss der Studie die globalen oder benutzerdefinierten Ergebnisse.
Ergebnisse anzeigen
Nach Abschluss der Studie können Sie die folgenden globalen Ergebnisse anzeigen oder Ergebnisse für die folgenden Größen definieren:
• Verformung
• Beschleunigung
• Geschwindigkeit
• Spannung
• Elastische Dehnung
• Frequenztabelle
• Reaktionskräfte und -momente (nur Taster)
Erläuterungen zu Sigma-Niveaus
Alle Ergebnisse für stochastische Schwingungsstudien sind probabilistisch und werden als Sigma-Level dargestellt, die eine Interpretation der Ergebnisse in Form von Eintrittswahrscheinlichkeiten anstelle von absoluten Werten ermöglichen. Wählen Sie einen der folgenden Werte für ein Ergebnis aus:
• 1 Sigma: ca. 68 % Eintrittswahrscheinlichkeit
• 2 Sigma: ca. 95 % Eintrittswahrscheinlichkeit
• 3 Sigma: ca. 99,7 % Eintrittswahrscheinlichkeit
Ergebnisse aus stochastischen Schwingungsstudien können zur Berichterstellung oder zur Weiterverarbeitung in eine Datei vom Typ apr exportiert werden.
Taster verwenden
Die folgenden Typen von Tastern können für Ergebnisse von stochastischen Schwingungsstudien definiert werden:
• Wert an Punkt
• Maximum, Minimum, Durchschnitt oder Summe
• Liniendiagramm
Liniendiagramm-Taster für stochastische Schwingungsstudien definieren
1. Klicken Sie auf der Registerkarte Ansys Simulation (Ansys Simulation) auf Simulations-Taster (Simulation Probe).
2. Wählen Sie im Dialogfenster Simulations-Taster (Simulation Probe) den gewünschten Ergebnistyp (Result type) aus.
3. Wählen Sie in der Liste Tastertyp (Probe type) die Option Liniendiagramm (Line Chart) aus.
4. Wählen Sie unter Referenzen (References) eine einzelne gerade Linie (skizzierte Linie oder Bezugskurve) auf Volumengeometrie aus.
5. Geben Sie optional einen positiven Wert in das Feld Skalierungsfaktor (Scale Factor) ein.
6. Aktivieren Sie optional Richtung umkehren (Reverse direction), wenn Sie den Start- und den Endpunkt der ausgewählten Referenzlinie umkehren möchten.
7. Klicken Sie auf OK (OK), um den Liniendiagramm-Taster zu erzeugen.