[Marc Mentat] Analiza modalna systemu niestacjonarnego

[Mesiex]

Witam,

potrzebuję wykonać analizę modalną systemu niestacjonarnego. Przedmiotem badania jest stalowa rama z przyspawanym tłokiem pneumatycznym, tłok rozpycha ramę co wpływa na jej parametry modalne. Korzystałem z analizy modalnej w Patran/Nastran czy Abaqus jednak teraz korzystam z Marc Mentat wersji studenckiej (jeśli istnieje lepsze oprogramowanie do wykonania takiej analizy to bardzo proszę o sugestie, przerzucenie się najpewniej nie będzie problemem o ile jest darmowe), ale nigdy nie wykonywałem analizy systemu niestacjonarnego. Otrzymałem sugestię wykonania analizy ruchu tłoka (jest to ruch nieznaczny, żeby zachować "liniowość" systemu), a następnie zarejestrować przebiegi czasowe z wybranych punktów i na ich podstawie wykonywać analizę modalną.

Wykonując prostą symulację statyczną z ruchem tłoka wyznaczyłem przebiegi czasowe odkształcenia w wybranych punktach, jednak nie znam się na tym oprogramowaniu na tyle, aby użyć ich w analizie modalnej.

Czy istnieje jakiś prostszy sposób wykonania takiej analizy? Pożądanym efektem końcowym byłby wykres pokazujący zmianę częstotliwości drgań własnych w czasie. Mając przebiegi drgań użyłbym analizy STFT lub falkowej, ale z samej analizy statycznej takich przebiegów nie uzyskam nie dokładając jakiegoś wymuszenia impulsowego.

[NewJoker]

Nie znam niestety Marc Mentat, ale ogólnie coś takiego powinno być do zrobienia za pomocą serii analiz. Dajesz obciążenie do jakiegoś poziomu a następnie wyznaczasz częstości własne w analizie modalnej wykorzystującej wyniki symulacji statycznej jako stan początkowy (powinno to być do zrobienia w większości programów).

W Abaqusie jest to jeszcze łatwiejsze dzięki koncepcji kroków (steps). Tam możesz zrobić tak:

1) general static step 1 - obciążenie do iluś %
2) linear perturbation step 1 - częstości drgań własnych wykorzystujące stan modelu z końca poprzedniego kroku general static (1)
3) general static step 2 - dalsze obciążenie (ten krok będzie wykorzystywał stan modelu z poprzedniego general static step (1)
4) linear perturbation step 2 - częstości drgań własnych wykorzystujące stan z końca poprzedniego kroku general static (3)
...

Ogólnie trzeba po prostu pamiętać, że krok general static wykorzystuje model z końca poprzedniego kroku tego samego typu (general static) jako stan początkowy. Natomiast krok linear perturbation bierze model z końca poprzedniego kroku general static (a nie z końca poprzedniego kroku tego samego typu czyli linear perturbation).

Mam nadzieję, że napisałem to zrozumiale. W razie czego w dokumentacji Abaqusa jest to dobrze wyjaśnione na przykładzie łuku.

P.S. W analizach general static czas jest używany, ale jako miara inkrementacji obciążeń, nie fizyczny czas. Ten drugi byłby Ci potrzebny tylko gdybyś chciał uwzględnić efekty bezwładnościowe (krok dynamic implicit). A wtedy już ta procedura odpada, bo nie można zrobić analizy częstości własnych po analizie dynamic implicit.

[Mesiex]

NewJoker dziękuję za informację. Spróbuję zrobić tak jak mówisz w Mentacie, ewentualnie przerzucę się na Abaqusa. Dam znać jeśli coś mi wyjdzie.

[Mesiex]

Problem został rozwiązany. Użyłem modelu, który zamieściłem w poprzednim poscie. Wykonałem na nim analizę statyczną i zatrzymałem ją w kroku, dla którego odkształcenie było największe (tłok poruszał się z zadaną funkcją). W Marc Mentat w zakładce Results -> Tools istnieje opcja Rezone Mesh, która nadpisuje siatkę modelu przez obecną siatkę symulacji co pozwoliło na zachowanie odkształconej siatki ramy. Następnie pozbywając się wszystkich elementów poza ramą i zastępując je utwierdzeniami wykonałem analizę modalną na samej odkształconej ramie.

[NewJoker]

Jeśli wystarczą Ci częstości drgań dla maksymalnie odkształconej ramy to użycie zdeformowanej siatki do analizy modalnej faktycznie jest najlepszą opcją. Dodatkowo mógłbyś uwzględnić naprężenia jako prestress. Większość programów na to pozwala.

[Mesiex]

Poszukam po opcjach w Mentacie i spróbuję dodać prestress. Dzięki za pomoc.