Gibt es eine (freie) Software zur Simulation von mechanischen Schwingungen von z.B. metallischen Werkstücken? Ich will herausfinden, welche Resonanzfrequenzen es für eine bestimmte geometrische Form und ein bestimmtes Material gibt.
Jens schrieb: > Gibt es eine (freie) Software zur Simulation von mechanischen > Schwingungen Da "frei" in Klammer steht... Ja, ANSYS Mechanical Pro kann Vibrationen und Eigenfrequenzen. Kosten? Geschätzt 30 bis 50kEUR oder auch mehr. mfg KvD
Vielleicht findest Du hier etwas für Deinen Zweck Brauchbares: http://www.uni-saarland.de/fak7/patt/expsim.html
Habe Ansys für Schwingungssimulation benutzt. Es ist damit einfach und genau Eigenmodi zu finden, insbesondere wenn das Material in der Datenbank ist (Metalle sind dankbar, Beton z.B. oder anderes wird schnell eklig) Z88 soll gut sein, nie benutzt da Ansys zur Verfügung stand.
Auf Heise gabs da nen Artikel der dir gefallen könnte: http://www.heise.de/newsticker/meldung/Mit-SimScale-und-Make-gratis-simulieren-lernen-wie-die-Profis-3175633.html Wenn du keine Probleme damit hast deine Simulation öffentlich zu stellen, kannst du das wohl komplett kostenlos nutzen. Grüße
Ja, es ist eigentlich eine ganz simple Sache: Es geht um einen vorerst homogenen idealen Metallzylinder mit Dicke d und Radius r. Ich muss die möglichen Schwingungsmoden und -frequenzen wissen.
Es gibt auch eine knotenzahlbeschränkte, kostenlose Studentenversion von ANSYS. Schau mal, ob die was für dich ist. Ansonsten kann ich mir vorstellen, dass es für deinen Fall (homogener Zylinder) sogar analytische Lösungen gibt. Hab ich aber nicht recherchiert.
Eine analytische Lösung wäre natürlich super! Leider finde ich keine. :(
Jens schrieb: > Eine analytische Lösung wäre natürlich super! Wo ist das Problem? Eine einfache Geometrie läßt sich doch sehr einfach über die eindimensionale Wellengleichung lösen. Du mußt natürlich deine Randbedingungen kennen und wissen welche und wieviele Moden du ermitteln möchtest (Biegeschwingungen, Zug/Druck, Torsion).
Analytische Lösungen gibt es für den Zylinder für einige Moden, aber je nach Material nicht für alle. Es gibt aber relativ gute Lösungen in Form einer Art Reihenentwicklung - also nummerisch gut zu berechnen. Einige Erklärungen dazu findet man z.B. hier: https://en.wikipedia.org/wiki/Resonant_ultrasound_spectroscopy Im Zusammenhang mit resonant ultasound gibt es Programme um die Moden nummerisch zu berechnen. Irgendwo im Netz schwirrt dazu auch ein Fortan Programm in Quelltext rum, dass vor allem auch für die Umkehrung gedacht ist: also aus den Frequenzen der Schwingungsmoden die elastischen konstanten zu berechnen. Den einfache Weg von den elastischen Eigenschaften zu den Frequenzen und Moden (aber etwas umständliche Form) kann es natürlich auch.
Möglicherweise benennt der TO sein Problem noch etwas konkreter. Gleich den vollständigen Elastizitätstensor auf die Wellengleichung loszulassen halte ich für keine gute Idee.
Joe G. schrieb: > Gleich den vollständigen Elastizitätstensor auf die Wellengleichung > loszulassen halte ich für keine gute Idee. Warum nicht. Lass den Rechner doch mal was anderes tun, als bunten Dreiecken zu berechnen.
Einfach nur aus den Elastischen Konstanten die Moden und Frequenzen zu berechnen ist numerisch gar nicht so aufwändig, zumindest wenn das Programm gut ist. Für einen heutigen PC dürfte das deutlich unter 1 Sekunde sein. Ab man dabei wie oft ein isotropes Material hat, oder einen vollen Satz anisotroper Konstanten nutzt macht auch keinen großen Unterschied. Der numerische Aufwand liegt eher im Berechnen der Eigenvektoren und Eigenwerte. Auch die andere Richtung mit vielen derartiger Versuche ging vor 15 Jahren schon noch in akzeptabler Zeit (Minuten). Ein allgemeines FIR Programm kann allerdings schon einiges langsamer sein als die Spezielle Lösung für ein Homogenes Material und ein einfache Form (Zylinder, Ellipsoid oder Würfel).
Hallo, sorry, dass ich erst jetzt zurückschreibe. Es wurden ja schon diverse Programme genannt, die ich erstmal durcharbeiten musste. Z88Aurora kann das Geforderte und ist an sich gut bedienbar. Ich musste mich aber erstmal in ein CAD-Programm einarbeiten, um den Zylinder zu designen, welcher simuliert werden sollte. Da fehlen mir nämlich Kenntnisse... Im Grunde reichte aber erstmal ein idealer Zylinder. Es geht um alle möglichen Schwingungen im hörbaren Bereich, für verschiedene Materialkonstanten. So grob stimmen die Ergebnisse mit dem echten Kontrollzylinder aus dem Referenzmaterial überein. Sobald ich Zeit finde, werde ich mal gucken, ob ich den Zylinder sogar noch ein bisschen besser an die realen Formen anpassen kann, um eine höhere Genauigkeit zu erreichen.
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