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Simulation aktiver Systeme mit der FEM

 
: Atzrodt, Heiko; Herold, Sven; Thiel, Jennifer

ANSYS Germany, Darmstadt:
ANSYS Conference & 28th CADFEM Users Meeting 2010. Conference proceedings. CD-ROM : 3. - 5. November 2010, Eurogess Aachen
Grafing b. München: CADFEM, 2010
ISBN: 3-937523-07-3
11 S.
ANSYS Conference <2010, Aachen>
CADFEM Users Meeting <28, 2010, Aachen>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer LBF ()
aktives System; Schwingungsreduktion; shunt damping; Tragwerk; Adaptronik; Regelung

Abstract
Leichtbaustrukturen neigen häufig zu Schwingungen, die den Arbeitsbetrieb negativ beeinflussen, Geräusche erzeugen und die Lebensdauer der Struktur oder einzelner Bauteile verringern. Mit aktiven Systemen können die Auswirkungen dieser Nachteile reduziert werden. Für die Auslegung von aktiven Systemen ist die vorherige Simulation unerlässlich. Im Rahmen dieses Vortrages soll die Simulation eines Tragwerks und deren aktive Beeinflussung mittels piezoelektrischer Elemente im Mittelpunkt stehen. Es soll gezeigt werden, wie globale Eigenfrequenzen beeinflusst oder elektrisch getilgt werden können. Die vollständige Simulation mit den mechanischen, elektromechanischen und elektrischen Komponenten erfolgt dabei in der FEM Umgebung (ANSYS). Es sollen verschiedene Regelungskonzepte und Beschaltungen sowie deren Einfluss auf die mechanische Struktur vorgestellt werden. Außerdem soll ein Modellabgleich mit dem passiven System erfolgen.

 

Lightweight structures often tend to vibrations which have negative influence on the operating range, produce noise, and reduce the durablility of the structure or components. By using active systems it is possible to decrease these disadvantages.
Before constructing active systems, it is necessary to dimension them, i.e. by numerical simulations. This work presents the validated simulation model of a truss structure whereon different semi-active and active approaches are tested. The full simulation of mechanical, electromechanical and electrical components is done in a FEM framework (ANSYS). Different control schemes and circuits are presented as well as their influence to the mechanic truss structure. It is shown how global natural frequencies are influenced by positive position feedback. Furthermore, it is shown how natural frequencies are damped with electrical components by shunt damping or force feedback.
Since the control schemes and circuits are implemented as elements in the FEM framework, it is possible to analyze the complete active system (including the controller) within the FEM framework.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-366738.html