Was ist ein Schwingungsanalyse-Software?
Die Schwingungsanalyse wird verwendet, um z. B. die Eigenfrequenzen von Strukturen zu bestimmen. Die Zielstrukturen können von elektrischen Geräten und Fahrzeugen bis hin zu Stahlbrücken reichen. Schwingungsanalyse-Software kann die durch Schwingungen verursachten Kräfte, Verformungen und Ausfälle simulieren.
Die Funktionen der Schwingungsanalyse sind in die Software zur Strukturanalyse als lineare dynamische Analyse integriert. Es gibt auch ein Gerät zur Verarbeitung experimenteller Daten, das Schall- und Schwingungsanalyse-Software genannt wird, aber dieser Abschnitt beschreibt Schwingungsanalyse-Software als Simulationssoftware.
Anwendungen von Schwingungsanalyse-Software
Schwingungsanalyse-Software wird bei einer Vielzahl von Strukturen eingesetzt, bei denen Schwingungen auftreten, und wird in der Fertigungsindustrie, z. B. in der Automobil- und Elektrogeräteindustrie, sowie in der Bauindustrie zur Simulation der Auswirkungen von durch Erdbeben verursachten Schwingungen verwendet.
Jede Struktur hat ihre eigene Eigenfrequenz. Wenn die einwirkende Schwingung mit der Eigenfrequenz übereinstimmt, kommt es zu einer Resonanzerscheinung. Resonanz führt zu verstärkten Schwingungen, die zu einer Beschädigung oder Zerstörung des Bauwerks führen können. Daher ist es notwendig, während der Entwurfsphase, z. B. durch Simulation, zu prüfen, ob Resonanz auftritt. Schwingungsanalyse-Software wird verwendet, um solche Phänomene zu überprüfen.
Funktionsweise von Schwingungsanalyse-Software
Schwingungsanalyse-Software simuliert, wie sich eine Struktur als Reaktion auf von außen aufgebrachte erzwungene und zyklische Kräfte verändert, und gibt die Ergebnisse unter anderem durch Visualisierung aus. Wird eine konstante Kraft aufgebracht und werden die im Objekt auftretenden Spannungen und Verformungen untersucht, so spricht man von einer linearen statischen Analyse.
Schwingungsanalyse-Software berechnet die Bewegungsgleichungen, einschließlich der Federn, Dämpfer und Massen. Dies ist vergleichbar mit der Lösung der Schwingung eines Gewichts, das mit einer Feder verbunden ist, aber die Gleichungen, die von der Schwingungsanalyse-Software behandelt werden, sind komplexer, da sie sich in drei Richtungen bewegen und die Rotation mit einbeziehen.
Bei der Durchführung einer Schwingungsanalyse wird die Zielstruktur häufig in kleinere Elemente unterteilt, und für jedes dieser Elemente werden Bewegungsgleichungen aufgestellt. Jedes der unzähligen Elemente hat seine eigene Gleichung, die mit Hilfe eines Computers berechnet wird, um sie alle zu lösen. Um eine genaue Simulation zu erhalten, muss die Anzahl der Elemente erhöht werden. Für die Aufteilung dieser Elemente wird die Finite-Elemente-Methode häufig für Strukturanalysen wie die Schwingungsanalyse verwendet.