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Sprache Deutsch
Stufe Universität
Erstellt / Aktualisiert 03.01.2017 / 06.06.2019
Lizenzierung Namensnennung - Nicht-kommerziell (CC BY-NC)     (Prof. Ralf Baumann | Pavel Novák | David Schiffmann | Hochschule Luzern Technik & Architektur)
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Wann muss eine transiente Analyse durchgeführt werden?

Wenn die Zeitliche Dimension der Last nicht als konstant bzw. Vernachlässigbar angesehen werden kann. Es können zudem nichtlineare Effekte wie grosse Verformungen, Plastizität, nichtlineare Federn oder Dämpfer und Kontakt Nichtlinearitäten berücksichtigt werden.

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Wodurch unterscheidet sich ein implizites von einem expliziten Integrationsverfahren?

Lizenzierung: Keine Angabe

Während beim Expliziten Verfahren lediglich die Werte des aktuellen Zeitschritts zur Berechnung des nächsten verwendet werden, werden beim impliziten Verfahren jeweils die Werte des nächsten Zeitschritts direkt mit einbezogen. Es muss folglich für jeden Zeitschritt ein Gleichungssystem gelöst werden.

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Welche zwei Kopplungsmöglichkeiten zwischen zwei physikalischen Feldern kennen Sie und welches sind deren Merkmale?

Ein in der Praxis häufiges auftretendes Problem ist, dass Wechselwirkungen zwischen unterschiedlichen physikylischen Feldern, z. B.

• Fluid-Struktur-Interaktion

• Thermisch-mechanische-Interaktion

• Piezoelektrik

auftreten.

 

Derartige Multiphysikaufgaben können entweder zweistufig als

1. Last-Transfer-Methode (uni- oder bidirektional)

oder als wirklich gekoppeltes Problem

2. Direkte Methode (Multiphysikansatz) behandelt werden.

 

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Welche Effekte können die Eigendynamik eines Systems beeinflussen? Wodurch entstehen Sie und wie ist das Vorgehen innerhalb von Ansys?

Lizenzierung: Keine Angabe
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Für was stehen die einzelnen Terme in der Gleichung: \([M]\{u''\}+[C]\{u'\}+[K]\{u\}=\{F\}\)

{u},{u’},{u’’}: Verschiebungsvektor und dessen 1.bzw. 2. Ableitung.

[M]: Massenmatrix

[C]: Dämpfungsmatrix

[K]: Steifigkeitsmatrix

{F}: Lastvektor

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Welche dynamischen Analysemethoden kennen Sie?

Lizenzierung: Keine Angabe
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Auf welche zwei Arten kann eine transiente dynamische Analyse durchgeführt werden?

Direkt oder als modale Superposition

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Erklären Sie mit einfachen Worten das Vorgehen bei einer modalen Superposition.

Eine Modalanalyse wird durchgeführt und die Eigenvektoren werden bestimmt. Die Modalmatrix wird erstellt und eingesetzt. Durch das Einsetzen und Multiplizieren mit der transponierten der Modalmatrix, werden {M} {C} und {K} auf diagonalform Transformiert. Dadurch werden die Einzelnen gleichungen entkoppelt.(Michael Link Finite Elemente in der Statik und Dynamik S. 263)

 

  • System mit N gekoppelten Differentialgleichungen

  • Für lineare Systeme setzt sich die transiente bzw. harmonische Lösung aus den Grundschwingungen (Eigenschwingungen) zusammen.

  • Bei der modalen Superposition wird dieses Gleichungssystem entkoppelt.

  • Die entkoppelten p Gleichungen werden gelöst und zur Gesamtlösung superponiert.