熱負荷に従うmodal分析

[davideaka]

ciao a tutti,
sto cercando di valutare la variazione delle frequenze di risonanza a seguito di un carico termico applicato.
la soluzione offerta da statsub non porta ad alcun risultato.
stavo pensando di utilizzare la sol 400 per l'analisi statica e successivamente, in un secondo step, eseguire l'analisi modale, inserendo manualmente nel .bdf i comandi opportuni.
tuttavia non riesco a generare un codice corretto.
premetto che ho una versione di patran del 2010.
suggerimenti?
grazie

davide

 

[davideaka]

la struttura è formata da elementi cbeam

 

[Onda]

non mi torna qualcosa.
in una analisi modale tu valuti il rapporto tra le masse e le rigidizze. esemplificando molto, per un sistema monodimensionale è radice di k/m (k rigidezza della molla e m massa).
ora se tu applichi dei carichi (che siano termici, oppure forze o pressioni), non modifichi ne le masse, ne le rigidezze. per cui l'analisi modale non cambia. cambia al cambiare dei vincoli perchè ovviamente agiscono sulle rigidezze.
tutto questo è valido per sistemi lineari, per i quali l'applicazioni di carichi non modifica la geometria e/o le rigidezze dei componenti in maniera da variare in modo considerevole la matrice di rigidezza, (le masse suppongo non varino).

nel caso tu ti trovi a dover effettuare una analisi modale di una struttura non lineare, devi prima risolvere eseguendo una analisi non lineare e poi fare la modale facendo un restart con condizioni iniziali quelle alla fine della analisi non lineare.
trovi la procedura nell'help relativo alle analisi non lineari - restart (mi sembra). ulteriore aiuto non lo saprei dare.

 

[davideaka]

non mi torna qualcosa.
in una analisi modale tu valuti il rapporto tra le masse e le rigidizze. esemplificando molto, per un sistema monodimensionale è radice di k/m (k rigidezza della molla e m massa).
ora se tu applichi dei carichi (che siano termici, oppure forze o pressioni), non modifichi ne le masse, ne le rigidezze. per cui l'analisi modale non cambia. cambia al cambiare dei vincoli perchè ovviamente agiscono sulle rigidezze.
tutto questo è valido per sistemi lineari, per i quali l'applicazioni di carichi non modifica la geometria e/o le rigidezze dei componenti in maniera da variare in modo considerevole la matrice di rigidezza, (le masse suppongo non varino).

nel caso tu ti trovi a dover effettuare una analisi modale di una struttura non lineare, devi prima risolvere eseguendo una analisi non lineare e poi fare la modale facendo un restart con condizioni iniziali quelle alla fine della analisi non lineare.
trovi la procedura nell'help relativo alle analisi non lineari - restart (mi sembra). ulteriore aiuto non lo saprei dare.

sicuramente mi sono espresso male:
sto cercando di capire come variano le frequenze di risonanza di una struttura composta da travi al variare della temperatura.
se una struttura subisce un delta di temperatura come quello che può verificarsi tra l'estate e l'inverno sicuramente si deformerà, andando a cambiare le sue caratteristiche di rigidezza e quindi le sue frequenze proprie (certo non di moltissimo).
probabilmente cado in condizioni non lineari.
grazie

 

[Onda]

e' proprio questo che non capisco.
se le deformazioni non cambiano le caratteristiche di rigidezza. allora la modale non cambia. se invece tu hai variazioni di rigidezza, cadi in campo non lineare e potrebbe variare la modale. essendo questa determinata solo da rigidezza e masse e non dai carichi imposti. le differenze di temperatura creano delle deformazioni che a loro volta sono viste come carichi dalla struttura.

devi prima di tutto risolvere una statica, valutare la deformata, poi risolvi una non lineare e confronti la deformata con la statica.
a quel punto puoi valutare se hai delle variazioni importanti tra le due analisi e determinare se è necessario fare una non lineare.
se si allora hai influenza della temperatura sulla modale, altrimenti l'influenza è nulla.

ti faccio un esempio. se hai un pannello di materiale leggero, vincolato ai quattro lati da travi robuste di materiale differente con coefficiente di espansione termica differente, il pannello al variare della temperatura vede dei carichi di compressione (o trazione). se i carichi sono di compressione il pannello potrebbe andare in buckling e prima di andarci si troverebbe in condizioni di basse rigidezza per effetto dello stress softnening e quindi la sua modale sarebbe differente. come vedi stiamo parlando di situazioni molto particolari.
forse se ci racconti come è fatta la tua struttura possiamo meglio capire.

 

[davideaka]

è semplicemente una trave incastrata.
il fatto è che se io allungo la trave della quantità di cui essa si allunga a seguito del carico termico (ottenuta con una analisi statica) allora le frequenze cambiano (seppur leggermente).
ti informo anche che le due analisi (lineare statica e non lineare statica) portano agli stessi valori di deformazione.
sto analizzando le strutture a traliccio e di conseguenza non potrei agevolmente ripetere tale procedura.

 

[Onda]

ok. quindi tu stai valutando il fatto che essendo la trave più lunga la sua rigidezza cambia, corretto?
cioè una trave di 1m di acciaio che subisce un delta t di 50° si allunga 0.6mm (a=12e-6). e il fatto che si allunga di 0.6mm comporta una differente rigidezza. in verità dovresti anche considerare che comporta una differente densità, visto che il materiale si è "espanso" o contratto ma il peso è rimasto quello.
penso che stai valutando valori che sono oltre l'interesse ingegneristico nel senso che stai valutando una variazione di lunghezza dello 6 per diecimila con un delta t di 50 gradi.
comunque sia, attraverso una modale normale questo effetto è completamente trascurato.
se tu vuoi vedere la variazione, potresti provare a fare un restart da una analisi non lineare. a quel punto la matrice di rigidezza è quella della struttura deformata e quindi la trave è della lunghezza corretta. tieni conto però che non mi sembra che si aggiorni la massa in fuzione del cambiamento di volume. e' un dettaglio che non ho mai preso in considerazioni, considerando trascurabili questi effetti.

 

[davideaka]

nient'altro che grazie.
buona giornata