PSD-Analyse: Berechnung zufallserregter Schwingungen
Der virtuelle Rütteltisch: geschüttelt, nicht gerührt - hier wird nichts dem Zufall allein überlassen
Im Seminar erwerben Sie Kenntnisse von Zufallsschwingungen beschreibenden Kenngrößen bis zur Lebensdauerauswertung simulierter Shaker-Tests. Diese Schulung wird als 2-tägiges Seminar angeboten.
Dauer
2 Tage
Voraussetzungen
Grundwissen in Ansys Mechanical
Verwendete Software
Ansys Mechanical
- Stochastische Anregungen in der Dynamik korrekt erfassen
- Leistungsdichtespektrum (PSD = Power Spectral Density) verstehen
- Shaker-Tests selbst in Übungen simulieren
- Lebensdauer eines Bauteils am Rüttelprüfstand per Simulation ermitteln
Beschreibung
Diese Schulung vermittelt die notwendigen Grundlagen zur Durchführung von PSD-Analysen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf der Behandlung des Zufallscharakters dieser besonderen dynamischen Anregungsform. Statistische Kenngrößen wie z.B. die Korrelation, die Kovarianz, die Standardabweichung „One-Sigma“ und die damit einhergehenden Wahrscheinlichkeitsaussagen werden ausführlich besprochen. Praktische Übungen zu zufallserregten Schwingungen, wie die Simulation eines Shaker-Tests, vermitteln die erforderlichen Fertigkeiten für die eigene Berechnung. Das Seminar wird abgerundet durch einen Überblick über die gängigen Bewertungsmethoden zur Schwingfestigkeit von Bauteilen unter PSD-Anregung.
Profitieren Sie von unserem praxiserprobten Wissen zur korrekten Simulation von Schüttelprüfstandversuchen. Erwerben Sie das notwendige Wissen zur selbstständigen Durchführung von PSD-Analysen. Stellen Sie Ihr theoretisches Wissen über die Berechnung von Strukturen unter einer Rauschanregung mit unserer Hilfe auf eine fundierte Basis.
Dieses Seminar richtet sich an Ingenieure, die sich mit der Auslegung und Qualifizierung von Bauteilen unter einer dynamischen Rauschanregung (PSD Anregung) befassen und dafür das Werkzeug der numerischen Simulation einsetzen möchten.
Detaillierte Agenda für diese 2-tägige Schulung
Tag 1
01 Theorie der Zufallsprozesse
- Häufigkeitsverteilungen
- Stationarität und Ergodizität von Zufallsprozessen
- mathematische Erwartungswerte der 1. und 2. Ordnung
- Mittelwert, Standardabweichung und Varianz
- Korrelation, Kovarianz und Autovarianz
- Übung: Ermittlung von statistischen Kenngrößen
02 PSD Spektren für die FEM Berechnung
- Der Weg von der Zeitreihe zum PSD Spektrum
- Die Autokorrelationsfunktion
- Bestimmung des PSD Spektrums aus der Autokorrelationsfunktion
- Definition von PSD Spektren für eine FE Analyse
- Charakteristiken von PSD Spektren
- Übung: Definition von PSD Spektren für FEM Analysen
03 Vergleich einer transienten Rechnung mit einer PSD Rechnung
- Die modale Superposition als zentrales Reduktionsverfahren für Spektralrechnungen
- Berechnung im Zeitbereich und im Frequenzbereich
- Die Fouriertransformation und die inverse Fouriertransformation
- Übung: Berechnung eines einfachen Beispiels im Zeit- und im Frequenzbereich
04 Die unterschiedlichen Arten der PSD Anregung
- Fußpunktanregung in einer Raumrichtung
- Fußpunktanregung in drei Raumrichtungen
- Korrelation zwischen den Raumrichtungen
- Kraftanregung
- Druckanregung
- Übung: Berechnung eines Beispielmodells mit allen Anregungsarten
Tag 2
05 Erweitertes Postprocessing von PSD Analysen
- Die statistischen Momente
- Level Crossing Frequenz
- First Excursion Failure
- Functional Failure
- Übung: Erweitertes Postprocessing an einem Leiterplattenmodell
06 Theorie der Betriebsfestigkeitsbewertung nach einer PSD Analyse
- Bestimmung der notwendigen Eingabedaten
- Schädigungsberechnung mit einer Schadensakkumulationshypothese
- Der Ansatz nach Steinberg
- Übung: Schädigungsberechnung nach dem Steinberg Verfahren
07 PSD Betriebsfestigkeitsbewertung in der Praxis
- Bewertung der Lebensdauer mit benutzerdefinierten Ergebnissen
- Bewertung der Lebensdauer mit dem Workbench Fatigue Tool
- Bewertung der Lebensdauer mit Ansys nCode DesignLife
- Übung: Schwingfestigkeitsbewertung an einer realen Struktur
08 PSD Submodelling
- Modalanalyse und modale Koeffizienten extrahieren
- MAPDL Workflow zum PSD Submodelling
- Übung: PSD Analyse einer Kehlnaht im Submodell mit R1MS-Konzept
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