Расчет на сейсмику

[rasta89 113]

Всем привет.

Кто сталкивался с расчетами на сейсмику в ANSYS?
Задача такая, есть трубопровод, закреплен на опорах, к сетям и к насосу. В трубах есть давление, жидкость вода, есть температура.

Красное- опоры тр-да, желтое подкл к сетям, синее - к насосу.

Модель вложена.

 

Необходимо рассчитать на сейсмику, т.е. выдерживает ли данная конструкция на сейсмику. Говоря "на сейсмику" я имею в виду что у нас есть сейсмичность района строительства 5 баллов (согласно СП).

Спецы, подскажите с чего начать? Это static расчет?  Какие инструменты используются? Раньше не сталкивался. Задайте пожалуйста вектор, дальше разберусь.

нагнетание(без завдижек)4.stp

[Jesse 968]

2 часа назад, Orchestra2603 сказал:

 

ниче не понял... а разве это можно? нет задачи сохранить все характеристики изделия в нетронутом девственном виде? :)

есть задача успешно пройти испытания
а это напрямую зависит от удовлетворённости заказчика...
Чаще всего там люди не специалисты присутствуют, соответственно вопросы от них тупые идут... ну либо прицепятся к какой-нибудь циферке в ПМ, и будут её мусолить пол года.
Поэтому и нужна "подушка безопасности"..)

 

1 час назад, ДОБРЯК сказал:

Изменятся все собственные частоты изделия...

вот такие высшие формы тоже изменятся?

Вы заблуждаетесь....

1 час назад, ДОБРЯК сказал:

Если тело жесткое, а подвеска мягкая, то это колебания как жесткого тела. Это как груз на мягкой пружинке.

Что испытывать...

у меня первая форма колебания как у консоли. При виброизоляции сдвинется первая СЧ вниз.
Ну да, можно конечно виброизолировать так, что останется только движение как твёрдого тела. Всё зависит от жёсткости виброизолятора.

[ДОБРЯК 606]

16 часов назад, Jesse сказал:

вот такие высшие формы тоже изменятся?

Для того, чтобы получить правильные высшие) формы при виртуальном эксперименте, нужно сделать грамотную КЭ модель. От разговора на эту тему вы постоянно уклоняетесь. 

То нет компьютера под рукой, сделать простейший тест, то теряете интерес. :=)

Сходимости энергии деформации при расчетах статики, недостаточно для точного определения высших собственных форм и частот. 

Для того, чтобы грамотно использовать метод конечных элементов, нужно сделать много-много тестов в статике, динамике и ...

Одной кнопки и двух конечных элементов в 3Д программе недостаточно для определения высших собственных форм... 

У вас в качестве инструмента всего два конечных элемента, шести узловая несовместная оболочка Тимошенко и десяти узловой тетраэдр. И еще контакты при решении задачи на собственные числа.

Вам ли говорить про правильность определения высших собственных форм для сложных изделий... :=)

 

 

[Jesse 968]

12.04.2021 в 16:11, forums.sis сказал:

Может я не прав, но не вижу криминала между переходом между частотной и временной областями. 

 

 

 

12.04.2021 в 16:23, Graf Kim сказал:

 

В сейсмике теорему Котельникова отменили?

@Orchestra2603
таки прилетела задача по оценке вибропрочности конструкции в частотной области на основе акселерограммы..
Т.е. помимо частотных характеристик входной нагрузки, мне надо правильно определить её амплитуду в частотной области.
Акселерограмма априори нестационарная нагрузка, что подтверждает график сильно меняющегося среднеквадр. отклонения.

Так что сразу рассматриваю только вторую половину -  более менее стационарную часть

Строю дискретный Фурье-спектр в Вольфрам Математике

ну типа получаю характерные частоты сейсмического воздействия до 30 Гц. Збс...
Но вот с амплитудой непонятка. Мне вот это полученную амплитуду и задавать в программе расчёта прочности?
Почему спрашиваю? - это ведь дискретное преобразование.
И типа согласно равенству Парсеваля энергия сигнала сохраняется, да. Но всё зависит от числа отсчётов.

Ну вот как простой пример: синусоидальный сигнал с частотой 50 Гц и амплитудой 1, длина сигнала 2 с.  В первом случае частота дискретизации 200, во втором - 1000.


Ну то есть при одинаковой длине в 5 раз больше отсчётов во втором случае. А амплитуда в 3 раза больше...
И где правильная амплитуда?

Я конечно понимаю, что в моих присланных данных одно количество отсчётов и одна частота дискретизации..
Но как правильно делать то.?)

[Fedor 1 613]

Цитата

Мне вот это полученную амплитуду и задавать в программе расчёта прочности?

1.4 g   слишком много.  При 9 баллах и то 0.4 g   ускорение при сейсмике... 

[Борман 2 390]

20 минут назад, Fedor сказал:

1.4 g   слишком много.  При 9 баллах и то 0.4 g   ускорение при сейсмике... 

Вот вам 0,4

1 час назад, Jesse сказал:

Мне вот это полученную амплитуду и задавать в программе расчёта прочности?

Надо задавать с графика выше в этом посте.

Но это ускорение на поверхности земли. Надо его превратить в расчетное ускорение.

[Jesse 968]

50 минут назад, Fedor сказал:

1.4 g   слишком много.  При 9 баллах и то 0.4 g   ускорение при сейсмике... 

у нас по НП-068-05 в отсутствие акселерограмм и спектров ответа и на 3g трясут..

30 минут назад, Борман сказал:

Надо задавать с графика выше в этом посте.

мне тоже один мужик с испытательного центра посоветовал типа "бери максимум с акселерограммы да и всё". Максимум в районе 0.5g и получается

 

30 минут назад, Борман сказал:

Но это ускорение на поверхности земли. Надо его превратить в расчетное ускорение.

имеете в виду, что если оборудование расположено выше, то там и ускорение больше будет?

Изменено В среду в 12:18 пользователем Jesse

[Борман 2 390]

12 минут назад, Jesse сказал:

имеете в виду, что если оборудование расположено выше, то там и ускорение больше будет?

и не только. При отсутствии отраслевого ГОСТа, пользуйтесь СП 14.13330.2018. Там найдете нужные коэффициенты.

[Orchestra2603 235]

1 hour ago, Jesse said:

таки прилетела задача по оценке вибропрочности конструкции в частотной области на основе акселерограммы..

Я, честно скажу, не знаю как на практике это проходит, что в нормах пишут и т.д. Стоит задача провести вероятностный анализ (вероятност ьпревышения пределеа текучести, например), или надо просто посчитать динамику на одну вот эту вот историю ускорений, и все? Второй вариант проще, но по-правильному, наверное надо, как в первом варианте.

 

2 hours ago, Jesse said:

Но вот с амплитудой непонятка. Мне вот это полученную амплитуду и задавать в программе расчёта прочности?

а какой анализ вы хотите делать?

 

2 hours ago, Jesse said:

Почему спрашиваю? - это ведь дискретное преобразование.
И типа согласно равенству Парсеваля энергия сигнала сохраняется, да. Но всё зависит от числа отсчётов.

Если больше отсчетов по частоте, то повышается разрешение в частотной области, и просто пик становится более резким. В предельном случае будет просто одно значение в районе частоты действия силы, а вокруг него везде нули. Но, когда разрешение падает, то амплитуда с пика "сползает" и "растекается" на соседние частоты. Но сама сумма в силу равенства Парсеваля, как вы правильно сказали,  должна быть такой же.

 

2 hours ago, Jesse said:

Ну то есть при одинаковой длине в 5 раз больше отсчётов во втором случае. А амплитуда в 3 раза больше...
И где правильная амплитуда?

Это очень странно. Впечатление такое, что как будто где-то какой-то косяк с БПФ. Если в начале во времени был синус с амплитудой 1, то на спектр еможет быть 1 (если однсторонний спектр), либо 1/2, если двухстронний спектр. Может, оконная функция какая-то странная? Надо разбираться... 

46 minutes ago, Борман said:

Но это ускорение на поверхности земли. Надо его превратить в расчетное ускорение.

Так а если он задаст на уровне земли как кинематическое возбуждение опорного контура? Вроде же норм... Или речб о том, чтобы убрать из модели опорную конструкцию, на которой держится оборудовнаие?

[Jesse 968]

2 часа назад, Jesse сказал:

Ну вот как простой пример: синусоидальный сигнал с частотой 50 Гц и амплитудой 1, длина сигнала 2 с.

да. Забыл добавить. Я там в тестовом примере ещё сверху шум накинул небольшой амплитуды, в 10 раз меньше чем основной сигнал.
Если шум убрать, то получится что амплитуда дискретного фурье спектра растёт примерно в sqrt(N2/N1) раз, где N2 - число отсчётов для правого графика, а N1 - для левого. Но не суть..
Мой главный вопрос как получить "рабочую", правильную амплитуду DFT, которую можно было бы вбить в прогу?

 

2 минуты назад, Orchestra2603 сказал:

Второй вариант проще, но по-правильному, наверное надо, как в первом варианте.

не, у меня более простой второй вариант) вот когда скажут заморочиться с ансамблем и случайными процессами, тогда и будуда и комиссии если что-то подобное пробубнить, то мне точно прилетит..

 

3 минуты назад, Orchestra2603 сказал:

а какой анализ вы хотите делать?

Harmonic Response. На резонанс проверить.

 

4 минуты назад, Orchestra2603 сказал:

? Надо разбираться..

вот сейчас только в голову пришло! Там ведь поправочные коэффы в DFT используются! Типа 1/sqrt(2*Pi) чё т такое. Пойду курить вольфрам

[Борман 2 390]

22 минуты назад, Orchestra2603 сказал:

Так а если он задаст на уровне земли как кинематическое возбуждение опорного контура? Вроде же норм...

Если так то да. Я про статически-эквивалентный метод говорил там выше.

[AlexKaz 1 839]

27 минут назад, Jesse сказал:

Пойду курить вольфрам

Стр. 89-90 https://elib.pstu.ru/docview/6701

1/(2*Pi) - это корректировка оси абсцисс, а не ординат.

Изменено В среду в 13:06 пользователем AlexKaz

[Jesse 968]

20 минут назад, Jesse сказал:

вот сейчас только в голову пришло! Там ведь поправочные коэффы в DFT используются! Типа 1/sqrt(2*Pi) чё т такое. Пойду курить вольфрам

посмотрел. По дефолту нормировка DFT идёт на 1/sqrt(N), где N - число отсчётов.
Сделал нормировку на 1/N
Получил амплитуду теперь меньше единицы....

2 минуты назад, AlexKaz сказал:

Стр. 89-90 https://elib.pstu.ru/docview/6701

у вас там maxima))
да и контекст долго читать.

вы нормируете на логарифм от числа отсчётов?)

[AlexKaz 1 839]

5 минут назад, Jesse сказал:

там maxima))

Код для scilab/matlab/octave.

[AlexKaz 1 839]

25 минут назад, Jesse сказал:

нормируете на

Зачем?

N - это только степень размера выборки из массива отсчётов, отбирается 2^N чтобы fft смогла корректно вернуть спектр.

[Orchestra2603 235]

34 minutes ago, Jesse said:

Получил амплитуду теперь меньше единицы....

Ну, вот... 0.498 - Похоже на правду. Если амплитуда 1, то на двухстороннем спектре амплитуда всегда 1/2. Это из-за того, что временная область преобразуется в область с положительными и отрицательными частотами. Попробуйте суммы синусов/коснусов на разных частотах с разными амплитудами. Везде должна быть половина от амплитуды.

 

1 hour ago, Jesse said:

На резонанс проверить.

Хм... у вас же широкополосное возбуждение. Если до 30 ГЦ есть собственные частоты, то в любом случае какой-то (или какие-то) резонанс(ы) возбудится (возбудятся). Так ведь? Если амплитуда нужна на резонансном пике, то я бы АЧХ просто получил бы на единичное ускорение или перемещение, а потом просто взял бы с пика со спектра величину и умножил бы.

 

А вообще... можно же голову даже не ломать, а просто прогнать транзиент с такой вот тайм хистори, и все дела. Если все линейно-упруго, то это в любом случае минуты машинного времени. Ну, если модель не очень большая конечно.

 

[Jesse 968]

1 час назад, AlexKaz сказал:

N - это только степень размера выборки из массива отсчётов, отбирается 2^N чтобы fft смогла корректно вернуть спектр.

давно где-т читал, что если размер анализируемого профиля не равен степени двойки, то можно получить разные артефакты, особенно если в функции fourier не используется окно какое-нибудь.
Но как оно на амплитуду влияет - загадка...

 

36 минут назад, Orchestra2603 сказал:

Ну, вот... 0.498 - Похоже на правду. Если амплитуда 1, то на двухстороннем спектре амплитуда всегда 1/2. Это из-за того, что временная область преобразуется в область с положительными и отрицательными частотами. Попробуйте суммы синусов/коснусов на разных частотах с разными амплитудами. Везде должна быть половина от амплитуды.

а блин точняк! я же ввиду эрмитовой симметрии только половину спектра отразил на графике
В общем, понятно. Делаю ДФП с нормировкой на 1/N, умножаю полученные амплитуды в спектре на 2. Загоняю всё это добро в прогу. Правильно ж?

44 минуты назад, Orchestra2603 сказал:

у вас же широкополосное возбуждение.

сейсмику проверяют вибрацией на вибростенде)гармоническое возбуждение

45 минут назад, Orchestra2603 сказал:

Так ведь?

 ну да. СЧ оборудования имеются в диапазоне до 33 Гц

46 минут назад, Orchestra2603 сказал:

Если амплитуда нужна на резонансном пике, то я бы АЧХ просто получил бы на единичное ускорение или перемещение, а потом просто взял бы с пика со спектра величину и умножил бы.

да можно...) но никто так делать не захочет. У нас всё строго по ПМ..)
Контролируют ускорение в центре масс привода и т.д. Там усатые серьёзные дядьки со всяких организаций АЭПовских бывают, им лучше от того что 50 лет назад делали никаких альтернатив не предлагать.

 

47 минут назад, Orchestra2603 сказал:

А вообще... можно же голову даже не ломать, а просто прогнать транзиент с такой вот тайм хистори, и все дела. Если все линейно-упруго, то это в любом случае минуты машинного времени. Ну, если модель не очень большая конечно.

акселерограмма почти 5000 расчётных точек..))
Тут скорее Random Vibration зашёл бы

[Orchestra2603 235]

11 minutes ago, Jesse said:

В общем, понятно. Делаю ДФП с нормировкой на 1/N, умножаю полученные амплитуды в спектре на 2

Попробуйте сначала несколько тестовых случаев с разными частотами и амплитуда и с нормировко 2/N. Если везде амплитуда корректная, то значит все ок, и можно продолжать.

 

24 minutes ago, Jesse said:

Загоняю всё это добро в прогу. Правильно ж?

Смотря куда загоняете и что ожидаете получить :D Я так и не понял, что вы хотите посчитать. Отклик на каких-то отдельных частотах?

 

26 minutes ago, Jesse said:

 ну да. СЧ оборудования имеются в диапазоне до 33 Гц

 

Т.е .получается есть резонансные частоты, но спектр возбуждения имеет свои характерные частоты, да и вообще, если смотреть на спектр, там и между ними есть тоже ненудевые значения много где. Мне вот неочевидно, какие конкретно частоты брать, где ожидать максимальный отклик. Я бы просто посчитал АЧХ отдельно, а потом перемножил. Ну, я уже писал выше.

 

41 minutes ago, Jesse said:

Загоняю всё это добро в прогу. Правильно ж?

Я тут подумал пару минут.. Наверное, неправильно. Если выхотите на весь спектр посчитать, то вам нужно не модуль задавать, а вещественную и мнимую часть как две отдельные величины (ну, или амплитуду и фазовый угол отдельно). Иначе же у вас получается, что у вас информация о фазовых сдвигах не сохраняется, и это уже не тот процесс, как был на акселлерограмме. У вас же сейчас в руках есть временная реализация, значит вся информация есть о кмоплексном спектре, так ведь?

 

То же самое касается умножаения АЧХ. Линейность сохраняется же, вообще говоря, только для комплексных спектров, но не для их модулей, так что умножать нужно комплексные функции частоты. Возможно, это не так уж и удобно. Может, проще и правда задать просто в лоб тогда.

 

 

 

[AlexKaz 1 839]

57 минут назад, Jesse сказал:

Но как оно на амплитуду влияет - загадка...

Если посмотреть Хэлп Scilab, то dft от fft отличается делением амплитуды спектра на N в fft. Ну fft берёт скоростью и кратным степени 2 размером вектора.

Скрытый текст

// Использование явной формулы одномерного дискретного преобразования Фурье
// ------------------------------------------------------------------------
function xf=DFT(x, Sign);
    n = size(x,'*');
    // вычисление матрицы Фурье размером n на n
    am = exp(Sign * 2*%pi*%i * (0:n-1)'*(0:n-1)/n);
    xf = am * matrix(x,n,1);  // ДПФ
    xf = matrix(xf,size(x));  // изменение размерности
    if Sign == 1 then
        xf = xf/n;
    end
endfunction

// Сравнение с алгоритмом БПФ
a = rand(1,1000);

norm(DFT(a,1) - fft(a,1))
norm(DFT(a,-1) - fft(a,-1))

tic(); DFT(a,-1); toc()
tic(); fft(a,-1); toc()

 

На амплитуду же влияют оконные функции.

Изменено В среду в 15:31 пользователем AlexKaz

[Jesse 968]

23 минуты назад, Orchestra2603 сказал:

Попробуйте сначала несколько тестовых случаев с разными частотами и амплитуда и с нормировко 2/N. Если везде амплитуда корректная, то значит все ок, и можно продолжать.

 

Вроде всё гуд. С разными сэмплингом везде одинаковая амплитуда)
Кстати , пересчитал спектр акселерограммы. Там вообще получилось 0,03 g максимум))

29 минут назад, Orchestra2603 сказал:

Смотря куда загоняете и что ожидаете получить :D Я так и не понял, что вы хотите посчитать. Отклик на каких-то отдельных частотах?

ну да. ИСпытывать будут резонанасом. И расчёт хотят))

33 минуты назад, Orchestra2603 сказал:

Если выхотите на весь спектр посчитать, то вам нужно не модуль задавать, а вещественную и мнимую часть как две отдельные величины (ну, или амплитуду и фазовый угол отдельно)

да, чё т я тоже про это дело забыл совсем, а на автомате везде модуль брал..
Но в проге вроде фазовый угол фигурирует. Значит другое - это амплитуда. Хз. Прогу тоже курить придётся. Снова

[Jesse 968]

@Orchestra2603вещественная часть от DFT даёт единичную амплитуду , но уже при других параметрах нормировки)) А картина та же вроде получается.

Изменено В среду в 16:08 пользователем Jesse