Симметричная конструкция для анализа в Modal – все ли моды выдаёт ANSYS?

[Pumpov 14]

Добрый день.

 

Столкнулся со следующей ситуацией. Геометрическая модель представляет собой два соосных круглых диска, один над другим, соединенных тремя стержнями (треногой). Модель является симметричной, как равносторонний треугольник.

Задаю в ANSYS считать собственные моды для конструкции, основание нижнего диска фиксировано. При этом, программа выдает набор мод, первые из которых представляют собой изгибы конструкции в направлении каждой ножки треноги. Но почему-то это только две аналогичные моды с одинаковыми частотами, а не три. Неясно, почему ANSYS пропустил третью. То же самое с более высокочастотными модами, где должно быть три аналогичные моды, а программа выдает только две.

[Mrt23 173]

третья форма-лин.комбинации первых двух (из аналитической геометрии), поэтому, я думаю, базис выбран так, чтобы не "плодить".

@Fedor любит объяснять =) он в этом силен.

поставьте 3 точки в вершинах прав-ого треуг-ка.

формы будут вдоль векторов, если свести  все век-ры в точку-то они "уравновесятся". то есть каждый можно представить комбинацией двух других.

предположил, не гуглил. могу ошибаться=)

[Pumpov 14]

3 часа назад, Mrt23 сказал:

третья форма-лин.комбинации первых двух (из аналитической геометрии), поэтому, я думаю, базис выбран так, чтобы не "плодить".

Не так это очевидно, про линейную комбинацию, хотя, Вы, возможно, правы.

Вообще же есть теорема из теории колебаний о разложении произвольного колебания твердого тела по собственным модам. Получается, что третья аналогичная мода, о которой я говорю, является излишней для этого базиса?

[Mrt23 173]

https://books.google.ru/books?id=sH__AgAAQBAJ&pg=PA401&lpg=PA401&dq=базис+собственных+форм+колебаний+симметричной+системы&source=bl&ots=s0Edyi59x0&sig=D6MsvpPK051jCDotoQpUsj7S9Bg&hl=ru&sa=X&ved=2ahUKEwiMt9b2o7DdAhUIFCwKHVQJA4sQ6AEwB3oECAIQAQ#v=onepage&q=базис собственных форм колебаний симметричной системы&f=false

 

по диагонали пробежал, но не вникал. может Вы разберетесь и отпишитесь, "простым языком" и на пальцах.=)

все таки лин.алгебра и аналитич.геометрия первый курс... а это было давно...

[Pumpov 14]

40 минут назад, Mrt23 сказал:

https://books.google.ru/books?id=sH__AgAAQBAJ&pg=PA401&lpg=PA401&dq=базис+собственных+форм+колебаний+симметричной+системы&source=bl&ots=s0Edyi59x0&sig=D6MsvpPK051jCDotoQpUsj7S9Bg&hl=ru&sa=X&ved=2ahUKEwiMt9b2o7DdAhUIFCwKHVQJA4sQ6AEwB3oECAIQAQ#v=onepage&q=базис собственных форм колебаний симметричной системы&f=false

 

по диагонали пробежал, но не вникал. может Вы разберетесь и отпишитесь, "простым языком" и на пальцах.=)

все таки лин.алгебра и аналитич.геометрия первый курс... а это было давно...

 

За ссылку спасибо, посмотрю.

[Fedor 1 597]

4 часа назад, Mrt23 сказал:

третья форма-лин.комбинации первых двух (из аналитической геометрии), поэтому, я думаю, базис выбран так, чтобы не "плодить".

@Fedor любит объяснять =) он в этом силен.

поставьте 3 точки в вершинах прав-ого треуг-ка.

формы будут вдоль векторов, если свести  все век-ры в точку-то они "уравновесятся". то есть каждый можно представить комбинацией двух других.

предположил, не гуглил. могу ошибаться=)

Так для мод нужна ортогональность и линейная независимость. Тут просто алгебра и клетки Жордана в удвоениях при совпадающих частотах. Вроде так теории ДУ прописано, насколько помню

https://ru.wikipedia.org/wiki/Жорданова_матрица

 :)

Изменено 10 сентября 2018 пользователем Fedor

[Mrt23 173]

4 минуты назад, Fedor сказал:

Так для мод нужна ортогональность и линейная независимость. Тут просто алгебра и клетки Жордана в удвоениях при совпадающих частотах. Вроде так теории ДУ прописано, насколько помню  :)

а для средних умов?=)

на пальцах, если можно

Изменено 10 сентября 2018 пользователем Mrt23

[Fedor 1 597]

Растопырьте три пальца в разные стороны и не в одной плоскости  и получите линейную независимость. И если углы будут перпендикулярны то и ортогональность. В многомерном пространстве так же можно многомерные пальцы растопырить. Просто ортогональность определяется через скалярные произведения.  :)

Если собственные вектора разные, а собственные числа одинаковые, то получится клетка Жордона, а не диагональная матрица из собственных чисел :)

Изменено 10 сентября 2018 пользователем Fedor

[Pumpov 14]

17 минут назад, Fedor сказал:

Так для мод нужна ортогональность и линейная независимость. Тут просто алгебра и клетки Жордана в удвоениях при совпадающих частотах.

Интуитивно что-то понятно ;)

Ну а если конкретно, к подобным моей задачам, то получается, что для симметричных конструкций ANSYS находит только линейно независимые моды, по которым раскладывается колебание, и, как было сказано, не "плодит" лишних?

[Fedor 1 597]

Линейно зависимых мод просто не может быть, потому что тогда их можно было бы  выразить через другие  :)

[AlexKaz 1 822]

Log-файл покажите, и решатель поменяйте в настройках.

[Fedor 1 597]

http://angem.ru/analiticheskaya_geometriya/?lesson=21&id=99  как то так в алгебре  :)

[Pumpov 14]

1 час назад, AlexKaz сказал:

Log-файл покажите, и решатель поменяйте в настройках.

 

Я изменил Solver Type с Program Controlled на: Direct, Iterative - результаты точно такие же; Unsymmetric не сработал, ошибка; Supernode - задал Range, в который все искомые частоты наверняка входят, и там получились по форме те же моды, но немного другие значения частот.

Насчет Log-файла: это файлы UIEvents или CoreEvents из $Temp/WorkbenchLogs? Там никакой информации, кроме времени Event log opened, нет в сегодняшних файлах...

[AlexKaz 1 822]

Формы не совпадают, совпадают частоты из-за округлений в сопроцессоре. Конкретно почему третья форма пролетает надо смотреть по алгоритму солвера. Вообще почему Вы решили, что форм три? А сколько форм будет у шара/сферы?

Медленного метода обратных итераций, который не пропускает формы, в ANSYS нет. Хотите найти все формы - наверное стоит по быстрому написать свой солвер, или заюзать другой софт типа CalculiX. ANSYS опирается на быстрые алгоритмы, иногда в ущерб тонким эффектам.

Log-файл лежит где-то в подпапках проекта с файлом *.db

[AlexKaz 1 822]

Прикинул такой финт ушами: задайте слегка отличающиеся плотности стержней.

Вообще, если есть время и желание, можете составить матрицу жесткости и массы системы. Модель упростите до трёх балок второго порядка. Т.е. свободных останется 4 узла, по 6 степеней свободы в каждом. Т.е. матрицы получат размерность 24х24. Эту систему очень легко решить, всего будет 24 формы и 24 собственных значения.

Я тут с вами в аспирантуру так и не поступлю, ну и хер с ней...

Изменено 10 сентября 2018 пользователем AlexKaz

[Борман 2 375]

2 часа назад, Fedor сказал:

http://angem.ru/analiticheskaya_geometriya/?lesson=21&id=99  как то так в алгебре  :)

Познавательно, но нихрена непонятно, потому что было давно. Вы бы еще написали "Задача Штурма — Лиувилля" для ясности.

 

Тут намек на собственную форму/число с высокой кратностью. Насколько помню, от кратных корней страдает характеристический полином. Наверное просто численный алгоритм не смог разрешить кратный корень.

Изменено 10 сентября 2018 пользователем Борман

[Mrt23 173]

1 час назад, AlexKaz сказал:

Вообще почему Вы решили, что форм три?

справедливо... я только что проделал. в основании правильный треугольник,  пирамида. варировал сечение образующих, дает-2 моды. даже узнал частоту, умышленно ограничил сверху снизу попросил много-тот же результат...

1 час назад, AlexKaz сказал:

который не пропускает формы, в ANSYS нет

не верю. ансис не пользовал, но настрнан, абакус, оптистракт-не "пропускает". вернее так, если вы отлаживали огромные сборки перед расчетом-на закрепление, то, я думаю, часто видели 10е-15, 10е-15, 7е-13.... и далее все N запрошеных мод (сборки большие, более 10 смысла просить нет).

тогда вопрос-какая должна быть чувствительность, чтоб он пропустил???

[Fedor 1 597]

Да тут же просто сведение к системе ДУ. При высокой кратности добавляются множители со степенями x  к экспоненте.  Там же все записывается через матричные функции насколько помню :) 

Мы же осуществляем редукцию от бесконечного числа степеней свободы как в рядах и интегралах через интерполяцию базисными функциями к конечным системам, так что Штурма-Лиувилль и не нужен  вроде :) 

 

 

 

Три должно у сферы получаться ... 

Изменено 10 сентября 2018 пользователем Fedor

[Борман 2 375]

34 минуты назад, Fedor сказал:

Да тут же просто сведение к системе ДУ. При высокой кратности добавляются множители со степенями x  к экспоненте.

Федор, предлагаю нам обоим перестать делать вид, что мы помним как всё это делается :)

[Fedor 1 597]

Так можно же заглянуть в старые тетрадки . Помнить не обязательно. Вопрос о собственных числах больших матриц в нескольких книжках описан. Можно и там посмотреть. Ну а число одинаковых частот в основном  симметрией определяется. Это и интуитивно понятно... Ну и полезно вносить небольшие возмущения в симметрию чтобы гарантированно уйти от кратных собственных чисел они просто будут близкими  :) 

Изменено 10 сентября 2018 пользователем Fedor