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Strukturmechanik
Strukturmechanik

Strukturdynamik und Schwingungstechnik

Übersicht

Seminar eLearning Aufbau

In dieser Schulung lernen Sie mit Simulation das Schwingungsverhalten Ihres Produkts zu analysieren für gezielte Informationen zu Dämpfung, Festigkeit und Körperschall. Diese Schulung wird als 3-tägiges Seminar angeboten oder alternativ als eLearning-Kurs mit freier Zeiteinteilung.

Dauer
3 Tage

Voraussetzungen
Grundwissen in Ansys Mechanical

Verwendete Software
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

Beschreibung

In dieser Schulung lernen Sie, wie Sie das dynamische Verhalten ihrer Produkte mit Ansys Mechanical simulieren können. Mit Simulationsmodellen können Sie bereits in der Entwicklungsphase grundlegende Entscheidungen treffen und Schwingungen reduzieren. Dies ist  effizienter als eine experimentelle Untersuchung. Wir behandeln auch Fragen zur Festigkeit und zum Körperschall. Sie lernen, wie Sie das strukturdynamische Betriebsverhalten Ihrer Konstruktionen analysieren und vergleichen können. Sie erfahren, wie Sie Ihre Änderungsideen in der Konzeptionsphase überprüfen und die Einflussfaktoren diskutieren können.

Wir gehen anhand ausgewählter Praxisbeispiele Schritt für Schritt durch die empfohlenen strukturellen Lösungswege. Sie lernen, wie Sie je nach Anregungsart den geeigneten strukturellen Solver auswählen (Modalanalyse ohne/mit Vorspannung, Frequenzganganalyse, transiente Analyse). Darüber hinaus werden wir Kernaspekte der Dämpfung in Ansys üben. Ebenso erfahren Sie, wie Sie Schwingungsuntersuchungen an komplexen Baugruppen durchführen können.

Dieser Kurs ist ideal für Projektleiter, Entscheider, Berechnungsingenieure, Simulationsingenieure und Konstrukteure, die das strukturelle dynamische Verhalten simulieren möchten, um Aspekte wie Funktion, Festigkeit oder Körperschall zu untersuchen.

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Detaillierte Agenda für diese 3-tägige Schulung

Tag 1

01 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

02 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
  • Modalanalyse in Ansys Mechanical
  • Demonstrator: Modalanalyse Lineal
  • Übung: Modalanalyse einer Hinterachse

03 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

04 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 einer Fußgängerbrücke
  • Übung: Auswirkung der Vorspannung auf eine Fliehkraftbremse

Tag 2

05 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
  • Best-Practice-Tipps zu Analyseeinstellungen: Clustering, Ausgabesteuerung
  • Auswertung: Amplitude, Phase und Frequenzgang
  • Übung: Springende Personen auf einer Fußgängerbrücke

06 Simulation eines Shakertests – Spannungsauswertung

  • Shakeranregung: Fußpunktanregung in Ansys Mechanical
  • Erweiterte 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

07 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
  • Grundlagen der Dämpfungsmodelle in Ansys Mechanical
  • Übung: Dämpfungsgrad, Strukturdämpfung und Rayleigh-Dämpfung gezielt einsetzen

08 Analyse beliebiger transienter Vorgänge

  • Nichtlineare und lineare transiente Analyse
  • Zeitintegrationsverfahren
  • Solversteuerung
  • Tipps zur Zeitschrittsteuerung
  • Definition transienter Lastsignale
  • Übung: Belastung eines Krafthammers mittels transienter Analyse ermitteln

Tag 3

09 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

10 Dynamische Superelemente - Zeit sparen durch Reduktion von Substrukturen

  • Hintergründe zur Component Mode Synthesis (CMS)
  • Tipps zum modularen Modellaufbau
  • Dynamische Reduktion einzelner Bauteile
  • Erstellung von Superelementen nach Craigh-Bampton
  • Substructuring: Top-Down und Bottom-Up
  • Beispiel: Dynamisches Antwortverhalten einer Werkzeugmaschine
  • Beispiel: Simulation einer Spindelbaugruppe mittels Bottom-Up Methode

11 Fortgeschrittene Themen aus der Schwingungstechnik

  • Durchführung von gedämpften Modalanalysen
  • Anwendungsbereiche der unsymmetrischen Modalanalyse
  • Ausblick auf Fluid-Struktur-Interaktion (FSI) bei Schwingungsberechnungen mit angekoppeltem Fluid
  • Demonstrator: Modalanalyse eines mit Wasser gefüllten Behälters
  • Ausblick auf Rotordynamikberechnungen bei rotierenden Strukturen
  • Demo: Campbell-Diagramm für einen Laval-Rotor
  • Reibung als Ursache von Schwingungen
  • Übung: Quietschender Balken an rotierender Scheibe

12 Einführung in Spektralanalysen

  • PSD-Analyse – Berechnung zufallserregter Schwingungen
  • Response-Spectrum - Effiziente Berechnung transienter Vorgänge
  • Demo: Erdbebensimulation mittels Antwortspektrumanalyse

Ihre Referenten

Eine Auswahl unserer Referenten, die Ihnen aktuelles Simulationswissen und die Umsetzung in der Praxis vermitteln

Mike Feuchter
Berechnungsingenieur, CADFEM Germany GmbH, Stuttgart
Dr.-Ing. Ulrich Stelzmann
Leiter Technik Chemnitz, CADFEM Germany GmbH, Chemnitz
Dr.-Ing. Giampaolo Franzoso
Geschäftstellenleiter Technik, CADFEM (Suisse) AG, Aadorf
Ian Turner
Consultancy Manager, CADFEM UK Ltd
Dr. Ing. Benoit Fontenier
CAE Engineer - Support, CADFEM France SAS
Peter Leichsenring
Berechnungsingenieur, CADFEM Germany GmbH, Berlin

Einordnung in den CADFEM Lernpfad

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Das sagen CADFEM Kunden

 Edgar Hochstätter R&D Mechanical, Valeo Detection Systems GmbH
Edgar Hochstätter
R&D Mechanical, Valeo Detection Systems GmbH

Am eLearning-Kurs ‚Strukturdynamik und Schwingungstechnik‘ gefallen mir besonders die abwechslungsreichen Inhalte. Die gut verständliche Theorie-Beschreibung ist sehr hilfreich, um besser zu verstehen was im Hintergrund abläuft. Jedes Modul wird um Ansys-Demos ergänzt, die ich in den Übungen sofort nachvollziehen konnte.

Haben Sie Fragen zum Seminar oder eLearning?

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. Wenn Sie ein Präsenz-Seminar gebucht haben, empfehlen wir Ihnen, 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 informieren wir Sie zu alternativen Terminen, Schulungsformaten oder Seminaren. 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.

Zu welcher Uhrzeit beginnen und enden die Seminare?

In der Regel beginnen die Seminare um 9:00 Uhr und enden um 17:00 Uhr der jeweiligen Ortszeit. Die konkreten Seminarzeiten werden Ihnen in der Buchungsbestätigung genannt. Bitte beachten Sie, dass je nach Seminarveranstalter eine mögliche Zeitverschiebung zwischen Ihrer Ortszeit und der des Seminarveranstalters bestehen kann. Zur genauen Orientierung enthalten alle Zeitangaben eine Information über die Verschiebung zur Referenz Greenwich Mean Time (GMT).

Kann ich in das eLearning Angebot unverbindlich testen?

Damit Sie sich ein konkretes Bild von unseren Online-Kursen machen können, bieten wir Ihnen eine Testversion für das Startmodul  eines e-Learning Seminars Ihrer Wahl an. Keine Kosten, keine Kündigungsfrist o.ä. Gleichzeitig können Sie mit diesem Testzugang alle technischen Voraussetzungen für ein reibungsloses Lernen überprüfen. Das Gratis-Modul können Sie einfach aus jedem eLearning-Kurs anfordern.

Wie viel Zeit muss ich für ein eLearning-Seminar einplanen?

Jeder eLearning-Tag besteht aus vier Modulen. Idealerweise planen Sie je Modul zwischen 90 und 120 Minuten ungestörte Lernzeit ein. In diesem Zeitfenster eignen Sie sich das Wissen eines Moduls an und festigen es nachhaltig mit Quizfragen sowie Ansys Übungen. Durch die Unterteilung in Mikro-Lerneinheiten können Sie aber auch kürzere Zeitfenster, zum Beispiel beim Pendeln, optimal nutzen.

Wie lange besteht der Zugriff auf die Lerninhalte?

Voraussetzung für die Nutzung der eLearning-Kurse ist die Nutzung eines personengebundenen Zugangs zur CADFEM LernplattformBeim Kauf eines eLearning-Kurses beträgt der Zugang zur Lernplattform 365 Tage. Als User einer Flatrate startet und endet der Zugang zur Lernplattform mit dem Start und Ende der Flatrate. Mit dem Start eines weiteren Lernproduktes (Flatrate, Seminar, eLearning) verlängert sich derZugriff auf Ihre Inhalte um 365 Tage. 

Bereichsleiter Professional Development
Dr.-Ing. Marold Moosrainer
Leiter Digital Learning Lab
Dr.-Ing. Markus Kellermeyer