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Strukturdynamik und Schwingungstechnik

CADFEM
Strukturmechanik
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Strukturmechanik

Schwingungsverhalten Ihres Produkts analysieren - gezielte Einblicke zu Dämpfung, Festigkeit, Körperschallauswertung

In vielen technischen Bereichen spielt das dynamische Verhalten eines Bauteils eine zentrale Rolle für dessen Funktion. Experimentelle Untersuchungen des dynamischen Zusammenwirkens der Einzelbauteile können häufig erst zu einem späten Zeitpunkt im Entwicklungsprozess ...

Weitere Informationen zum Produkt

Übersicht
Zielgruppe:
Anwender, Student, Dozent
Voraussetzungen:
Grundwissen in ANSYS Mechanical
Nutzen:
  • Schwingungsprobleme per FEM bereits in der Konzeptionsphase erkennen
  • Best-Practice zu empfohlenen strukturdynamischen Lösungswegen
  • Analysearten problemabhängig auswählen: Modal, Frequenzgang, transient
  • Schwingungsanalyse von Fallbeispielen aus der Ingenieurpraxis
Anwendungen:
Dynamik
Verwendete Software:
ANSYS Mechanical
Zielgruppe
Anwender, Student, Dozent
Voraussetzungen
Grundwissen in ANSYS Mechanical
Nutzen
  • Schwingungsprobleme per FEM bereits in der Konzeptionsphase erkennen
  • Best-Practice zu empfohlenen strukturdynamischen Lösungswegen
  • Analysearten problemabhängig auswählen: Modal, Frequenzgang, transient
  • Schwingungsanalyse von Fallbeispielen aus der Ingenieurpraxis
Anwendungen
Dynamik
Verwendete Software
ANSYS Mechanical
Agenda Tag 1
  • Einstieg in die strukturdynamische Berechnung in Mechanical
  • Fundamentale dynamische Eigenschaften – Eigenfrequenzen und Eigenformen
  • Geeignete Modellbildung für die Dynamik
  • Schwingungen vorgespannter Strukturen
Agenda Tag 2
  • Harmonische Analyse – dynamische Strukturantwort auf periodische Anregungen
  • Simulation eines Shakertests – Spannungsauswertung
  • Harmonische Körperschallanalyse einer Pumpe
  • Dämpfung kompakt in 90 Minuten
Agenda Tag 3
  • Vertiefende Aspekte zur Dämpfungsmodellierung in ANSYS
  • Analyse beliebiger transienter Vorgänge
  • Simulationen beschleunigen – Tipps und Tricks
  • Ausblick auf weiterführende Fragestellungen in der Strukturdynamik

Verfügbare Termine

Kein passendes Datum? Sie finden kein für Sie passendes Datum oder wünschen sich eine individuelle Schulung in einem unserer Büros oder in Ihren Räumlichkeiten? Wir unterbreiten Ihnen gerne ein Angebot.

Unser Angebot im Detail

Dieses Seminar wird als 3 Tage Vor-Ort-Seminar angeboten. Es besteht aus 3 Seminartagen und 12 Modulen.

Tag 1

Einstieg in die strukturdynamische Berechnung in Mechanical

  • Wichtige Begriffe der Strukturdynamik: Frequenz, Periodendauer etc.
  • Bewegungsgleichung
  • ANSYS Mechanical Oberfläche kennenlernen oder wiederentdecken
  • Demonstrator: Aufsetzen einer einfachen transienten Schwingungsanalyse
  • Übung: Frequenz eines transient schwingenden Lineals messen und nachrechnen

Fundamentale dynamische Eigenschaften – Eigenfrequenzen und Eigenformen

  • Berechnung freier Schwingungen
  • Abschätzen von Eigenfrequenzen: Ein-Massen-Schwinger
  • Bewegungsgleichung für N Freiheitsgrade
  • Bedeutung von Eigenwerten, Eigenvektoren und deren Normierung
  • Das Arbeitspferd der linearen Dynamik: die modale Superposition
  • Modalanalyse in ANSYS Mechanical
  • Demonstrator: Modalanalyse Lineal
  • Übung: Modalanalyse einer Hinterachse

Geeignete Modellbildung für die Dynamik

  • Wichtige Modellierungsaspekten für die Dynamik
  • Ersatzmassen, Lagerungen, Vernetzungseinstellungen
  • Umgang mit großen Modellen
  • Vergleich mit Messungen
  • Modalanalyse-Solver von ANSYS Mechanical auswählen
  • Wichtige Informationen aus der Solverausgabe extrahieren
  • Übung: Modalanalyse einer realen Fußgängerbrücke

Schwingungen vorgespannter Strukturen

  • Demonstrator: schwingende Gitarrenseite
  • Vorspannungseinfluss auf Ergebnisse
  • Aufsetzen vorgespannter Modalanalysen
  • Vorgespannte Frequenzganganalyse
  • Ergebniskombination: Statik + Dynamik
  • Konsistente Linearisierung: "Perturbation Method"
  • Demonstrator: Einfluss der Vorspannung auf die Eigenfrequenzen iner Flanschverbindung
  • Übung: Auswirkung der Vorspannung bei einer rotierenden Turbinenschaufel

Tag 2

Harmonische Analyse – dynamische Strukturantwort auf periodische Anregungen

  • Deformationen und Spannungen als harmonische Ergebnisse
  • Grundgleichung und Transferfunktion für harmonische Schwingungen
  • Analyse via "Modale Superposition" und "Full Harmonic"
  • Anregungen für die harmonische Analyse in Mechanical
  • Auswertung: Amplitude, Phase und Frequenzgang
  • Demonstrator: harmonische Analyse
  • Übung: Fahrradlicht auf Schutzblech montiert - wird es klappern?

Simulation eines Shakertests – Spannungsauswertung

  • Shakeranregung: Fußpunktanregung in ANSYS Mechanical
  • Best-Practice-Tipps zu Analyseeinstellungen: Clustering, Ausgabesteuerung
  • Auswertemöglichkeiten der harmonischen Analyse
  • Kurzausflug zum High-Cycle-Fatigue (HCF) nach Spannungskonzept
  • Ermittlung der relevanten Ergebnisse für die Festigkeitsbewertung
  • Demonstrator: Aufbringen der Fußpunktanregung
  • Übung: Festigkeitsbewertung für einen Prüfkörper

Harmonische Körperschallanalyse einer Pumpe

  • Aufbringen von Unwuchtkräften
  • Untersuchung nicht-sinusförmiger Lasten mittels DFT (Diskrete Fourier-Transformation)
  • Kurzausflug in die Akustik:
  • Körperschallleistung als Nebenprodukt der Frequenzganganalyse
  • Demonstrator: Definition einer rotierenden Kraft und Körperschallauswertung
  • Übung: Simulation und Verbesserung des akustischen Verhaltens einer Radialkolbenpumpe

Dämpfung kompakt in 90 Minuten

  • Wann sollte man sich um Dämpfung kümmern und wann ist sie unwichtig?
  • Beobachtungen zur Dämpfung in festen Werkstoffen
  • Dämpfungskenngrößen in der Berechnung
  • Demonstrator: Best Practice Umgang mit Dämpfung in ANSYS Mechanical
  • Grundlagen der Dämpfungsmodelle in ANSYS Mechanical
  • Übung: Dämpfungskonzepte für eine Rotationsmaschine

Tag 3

Vertiefende Aspekte zur Dämpfungsmodellierung in ANSYS

  • Bedeutung der Dämpfung für die Eigenformen
  • Modalanalyse stark gedämpfter Strukturen in ANSYS
  • Methode QRDAMP für transiente und harmonische Analysen
  • Übung: Gedämpfte Modalanalyse einer Waschmaschine

Analyse beliebiger transienter Vorgänge

  • ​Nichtlineare und lineare transiente Analyse
  • Zeitintegrationsverfahren
  • Solversteuerung
  • Tipps zur Zeitschrittsteuerung
  • Definition transienter Lastsignale
  • Beschreibung im Zustandsraum: genauere Systemmodelle durch modale Reduktion
  • Demonstrator: Auswertung transienter Analysen mittels ACT Extension "XY-Plotter"
  • Übung: Torsionsschwingungen an einem Rotorprüfstand simulieren
  • Übung: Spannungsberechnung an einem einfachen Schmiedehammermodell

Simulationen beschleunigen – Tipps und Tricks

  • Performance bzw. Genauigkeit steigern mittels der Methode der „Residual-Vectors“
  • Substructuring mit Hilfe von Craig-Bampton Superemelenten: dynamische ​Reduktion einzelner Bauteile mittels CMS-Methode (Component Mode Synthesis)

Ausblick auf weiterführende Fragestellungen in der Strukturdynamik

  • Ausblick auf Fluid-Struktur-Interaktion (FSI) bei Schwingungsberechnungen mit angekoppeltem Fluid
  • Demonstrator: Modalanalyse eines mit Wasser gefüllten Behälters
  • Möglichkeiten zur freien Gestaltung
  • Fragen zu Ihrem nächsten Projekt
  • Probieren und Vertiefen der erworbenen Fertigkeiten. Nehmen Sie sich Zeit und wiederholen Sie das Gelernte mit Unterstützung des Referenten.

In vielen technischen Bereichen spielt das dynamische Verhalten eines Bauteils eine zentrale Rolle für dessen Funktion. Experimentelle Untersuchungen des dynamischen Zusammenwirkens der Einzelbauteile können häufig erst zu einem späten Zeitpunkt im Entwicklungsprozess durchgeführt werden. Größere Designänderungen sind in dieser Phase meist mit hohem Aufwand verbunden. Gerade beim dynamischen Verhalten eines Produkts sind aber oft grundlegende Entscheidungen und damit verbundene Designänderungen bereits im Grobentwurf notwendig um das gewünschte Ziel zu erreichen bzw. unerwünschte Schwingungen zu reduzieren. Lernen Sie in diesem Seminar wie Sie mit ANSYS Mechanical die strukturdynamische Funktionsweise Ihres Produkts präzise und effizient simulieren können. Häufig ergeben sich aus strukturdynamischen Aufgaben weiterführende Fragestellungen rund um das Thema Festigkeit bzw. Körperschall, die im Seminar ebenfalls aufgegriffen und anhand praktischer Beispiele untersucht werden. Damit stellt dieses Seminar eine Brückenfunktion zu weiterführenden Kursen rund um das Thema Festigkeit bzw. Akustik dar.

​Das Seminar richtet sich an Projektleiter, Entscheider, Berechner und Konstrukteure, die im Rahmen Ihrer Aufgaben für die Produktentwicklung von Bauteilen das strukturdynamische Verhalten simulieren möchten um darauf aufbauend Aspekte wie Funktion, Festigkeit oder aber auch Körperschall zu untersuchen.

Erkennen Sie Schwingungsprobleme rechtzeitigÜberprüfen Sie bereits in der Konzeptionsphase die Wirksamkeit Ihrer Änderungsideen (z.B. Konstruktion, Materialauswahl, Verbindungstechnik)Vergleichen Sie im Seminar das strukturdynamische Betriebsverhalten einer Konstruktion aus einem Testergebnis mit eigenen Simulationsergebnissen und diskutieren Sie zentrale EinflussfaktorenNehmen Sie sich die Zeit, um mit dem Referenten anhand ausgewählter Praxisbeispiele bewusst Schritt für Schritt die empfohlenen strukturdynamischen Lösungswege mitzugehenLernen Sie aus Best Practice Erfahrungen zur Modellvereinfachung in der DynamikWählen Sie je nach Anregungsart den geeignete strukturdynamischen Solver: Modalanalyse ohne/mit Vorspannung, Frequenzganganalyse, transiente Analyse Verstehen und üben Sie die Kernaspekte der Dämpfung in ANSYSMachen Sie mehr aus Ihren Dynamikergebnissen: Grundlagen zur Festigkeitsauswertung und zum KörperschallStarten Sie dort, wo andere aufhören: worauf kommt es jenseits von Lehrbuchbeispielen bei Schwingungsuntersuchungen komplexer Baugruppen an?

CADFEM Experte
CADFEM GmbH, Grafing

Haben Sie Fragen zum Seminar?

Deutschland

Bereichsleiter Professional Development
Dr.-Ing. Marold Moosrainer

Österreich

Leiter Technik Österreich

Schweiz / Liechtenstein

Leiter Seminare
Dr. sc. Jörg Helfenstein

Ergänzende Angebote

Für den schnellen Einstieg in die Simulation sind die richtige Aus-/Weiterbildung, Hardware und ergänzende Softwareprodukte der Schlüssel zum Erfolg.

FAQ

Wann erhalte ich die endgültige Zusage für meine Seminarbuchung?

Unmittelbar nach Ihrer Anmeldung erhalten Sie eine automatische Eingangsbestätigung an die angegebenen E-Mail-Adressen. Nach erfolgreicher Prüfung der von Ihnen angegebenen Daten erhalten Sie innerhalb von 2-3 Werktagen per E-Mail Ihre personalisierte Anmeldebestätigung mit weiteren Informationen zur Seminargebühren, Rechnungsadresse, Hotelempfehlungen etc. 

Sobald die Mindestteilnehmerzahl erreicht ist, erhalten Sie eine endgültige Seminarbestätigung mit weiteren Informationen zur Anreise. Wir empfehlen, die endgültige Reisebuchung erst ab diesem Zeitpunkt vorzunehmen.

Falls die Mindestteilnehmerzahl einmal nicht zustande kommt, behalten wir uns vor, den Seminartermin bis spätestens 7 Tage vor Seminarbeginn abzusagen. Gerne sind wir Ihnen bei der Umbuchung auf einen alternativen Termin behilflich. Bitte beachten Sie, dass wir keine Haftung für bereits vorgenommene Hotel- oder Reisebuchungen seitens der Teilnehmenden übernehmen.

Wann ist Anmeldeschluss für ein Seminar?

Seminarplätze werden grundsätzlich nach der Reihenfolge der Anmeldung vergeben. Deshalb empfehlen wir Ihnen immer eine frühzeitige Buchung für Ihren Wunschtermin.

Solange ein Seminar noch über freie Plätze verfügt, können diese gebucht werden.

Wo finde ich Informationen zur Anreise und Übernachtungsmöglichkeiten?

An vielen CADFEM Veranstaltungsorten kooperieren wir mit Hotels, die Spezialpreise für unsere Schulungsgäste anbieten. Bei entsprechender Angabe in der Buchungsmaske erhalten Sie mit der Anmeldebestätigung eine Hotelempfehlung. Die Buchung und Kostenübernahme erfolgen direkt beim Hotel durch Sie oder Ihr Unternehmen. Weitere Hotelempfehlungen können Sie jederzeit unter den Geschäftsstellen-Informationen einsehen.

Wann versenden Sie die Rechnung?

Die Rechnung wird unmittelbar nach dem letzten Seminartag an den in der Buchung angegebenen Rechnungsempfänger versandt. Eine Änderung der Rechnungsadresse teilen Sie uns bitte spätestens zu Seminarbeginn mit.

Unser Mitarbeiter ist am Termin verhindert. Ist eine Stornierung des Seminars möglich?

Eine Stornierung ist nur unter bestimmten Bedingungen möglich, die Sie den gültigen AGBs entnehmen können. Eine Alternative ist die einmalig kostenfreie Umbuchung eines bestätigten Seminarplatzes auf einen Ersatzteilnehmer. Aus organisatorischen Gründen ist eine Online-Seminaranmeldung des neuen Teilnehmers unter Angabe des Kommentars „Ersatzteilnehmer für Herrn/Frau Vorname, Nachname“ notwendig. Sollte dieser Seminartermin bereits ausgebucht sein, wenden Sie sich bitte an unser Seminar-Team.

Was muss ich zur Schulung mitbringen?

Sie erhalten alle für Ihre Veranstaltung benötigten Unterlagen vor Ort. Falls weitere Materialien von Ihnen mitgebracht werden sollten oder Sie spezielle Vorkenntnisse benötigen, finden Sie diese Information direkt in der Seminarbeschreibung.

Ab wann erhalte ich Zugriff auf die Seminarunterlagen?

Die Seminarunterlagen erhalten Sie im PDF-Format am ersten Seminartag. Diese stehen auf Ihrem Seminarrechner zur Verfügung und können bearbeitet und kommentiert werden. Über das Kundenportal myCADFEM haben Sie von Ihrem Rechner oder mobilen Geräten aus Zugriff auf Ihre Unterlagen und Seminarbeispiele.

Was ist das Kundenportal myCADFEM?

Im Kundenportal haben Sie unter anderem Zugriff auf Ihre digitalen Seminarunterlagen und Übungsdateien, können uns Ihr Feedback übermitteln und Ihr Teilnahme-Zertifikat herunterladen. Beachten Sie, dass der personalisierte Zugang nur durch Sie genutzt werden darf. Im Falle eines Unternehmenswechsels wird das Konto aus Datenschutzgründen eingefroren.