Modellentwicklung Programmausdrucke hinzugefügt und Theorie Dynamik geringfügig erweitert
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@@ -24,6 +24,9 @@ Die \ac{FEM} umfasst eine Vielzahl von Methodiken physikalische Fragestellungen
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So sind für strukturmechanische Probleme einer \ac{WEA} beispielsweise die statische Durchbiegung der Rotorblätter aufgrund Eigengewicht und Windlasten
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als auch Eigenformen und die Anlagenbelastung bei drehenden Rotorblätter von Interesse.
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Dazu wird in den nachfolgenden Abschnitten auf die Grundlagen der statischen und dynamischen Analyse eingegangen.
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%Zur weiteren Vertiefung der Themengebiete beziehungsweise bei Interesse zur Lösung von anderen Problemstellungen sei unter anderem auf die Literatur \citep{bathe86}, \cite{klein05} und \cite{becker02} sowie das \acs{ANSYS}"=Prograe einer \ac{WEA} beispielsweise die statische Durchbiegung der Rotorblätter aufgrund Eigengewicht und Windlasten
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als auch Eigenformen und die Anlagenbelastung bei drehenden Rotorblätter von Interesse.
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Dazu wird in den nachfolgenden Abschnitten auf die Grundlagen der statischen und dynamischen Analyse eingegangen.
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%Zur weiteren Vertiefung der Themengebiete beziehungsweise bei Interesse zur Lösung von anderen Problemstellungen sei unter anderem auf die Literatur \citep{bathe86}, \cite{klein05} und \cite{becker02} sowie das \acs{ANSYS}"=Programmhandbuch %\cite{ansys}
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%verwiesen.
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Die Grundlage dieser Darstellung wiederum sind die Literatur \citep{bathe86}, \cite{klein05} und \cite{becker02} sowie das \acs{ANSYS}"=Programmhandbuch.
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@@ -366,27 +369,32 @@ Die Umformung in die schwache Formulierung erfolgt analog zum statischen Fall
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\paragraph{Das FE"=Gleichungssystem}~\\
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...
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\tensor{K}\tensor{\hat{u}} + \tensor{M}\tensor{\hat{\ddt{u}}} = \tensor{\hat{r}}
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\tensor{M}\tensor{\hat{\ddt{u}}} + \tensor{D}\tensor{\hat{\dt{u}}} + \tensor{K}\tensor{\hat{u}} = \tensor{\hat{r}}
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\]
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...
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Mit \(\tensor{M}\) als Massenmatrix, \(\tensor{D}\) als Dämpfungsmatrix und \(\tensor{K}\) als Steifigkeitsmatrix sowie \(\tensor{\hat{r}}\) als Lastvektor.
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\paragraph{Eigenfrequenzanalyse}~\\
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Die Differentialgleichung für ungedämpfte freie Schwingung
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\tensor{K}\tensor{\hat{u}} + \tensor{M}\tensor{\hat{\ddt{u}}} = \tensor{0}
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\tensor{M}\tensor{\hat{\ddt{u}}} + \tensor{K}\tensor{\hat{u}} = \tensor{0}
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Einsetzen des Lösungsansatzes
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\tensor{\hat{u}} = \tensor{\Phi}\euler^{i\,\omega\,t} \quad \text{mit } i = \sqrt{-1}
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\tensor{\hat{u}} = \tensor{\Phi}\euler^{\im\omega t} \quad \text{mit } \im = \sqrt{-1}
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in die Differentialgleichung liefert das (reelle) Eigenwertproblem
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(-\lambda \tensor{M} + \tensor{K}) \tensor{\Phi} = \tensor{0} \quad \text{mit } \lambda=\omega^2
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wobei allgemein \(\euler^{i\,\omega\,t} \neq 0 \) gilt.
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wobei allgemein \(\euler^{\im\omega t} \neq 0 \) gilt.
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Für die Nichttriviale Lösung folgt die charakteristische Gleichung
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\det{(\tensor{K}-\lambda\tensor{M})} = 0
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Hierin sind \(\lambda_i\) die Eigenwerte und \(\omega_i\) die Eigenkreisfrequenzen sowie \(f_i=\frac{\omega_i}{2\pi}\) die Eigenfrequenzen und \(\tensor{\Phi}_i\) die Eigenvektoren beziehungsweise Eigenmoden.
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[[Modale Superposition, Orthogonalität der Eigenvektoren, ggf. Effektive Massen]]
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\paragraph{Transiente Analyse}~\\
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Neben der Volumendiskretisierung wird für die Zeitintegration von transienten Feldgleichungen das zu untersuchende Zeitintervall in diskrete Zeitabschnitte \(\Delta t\) unterteilt
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@@ -394,4 +402,10 @@ Neben der Volumendiskretisierung wird für die Zeitintegration von transienten F
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[0,T] = \bigcup \Delta t \quad \text{mit } \Delta t = t_{n+1} - t_n
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Zeitintegration nach Newmark \cite{newmark59}...
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Zeitintegration nach Newmark \cite{newmark59}...
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\paragraph{Stationäre Analyse}~\\
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\paragraph{Dämpfung}~\\
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