Mechanical Simulation in MATLAB®

AdaptroSimTM Structure and Vibration

AdaptroSimTM Structure and Vibration wurde zur Auslegung und Analyse von passiven Maßnahmen zur Schwingungsminderung erstellt. In der Kombination mit dem Lösungspaket „Smart Structure“ können semi-aktive und aktive Systeme abgebildet werden. Im Einzelnen stehen folgende Möglichkeiten in AdaptroSimTM Structure and Vibration zur Verfügung:

  • Erstellung von State Space Systemen aus Systemmatrizen oder modalen daten
  • Identifikation von Systemmodellen aus Messdaten (nächstes release)
  • Einfaches Erstellen von Mehrmassenschwingern
  • mechanische Blöcke wie Masse(1D, 3D), Feder/Dämpfer(1D, 3D) und Tilger
  • Fraktionale Ableitungen (nächstes release), Näherungen zur Beschreibung fraktionaler Transferfunktionen
  • Bereitstellung verschiedener Tools zur Analyse von Systemen (Frequenzgang, Spektrum, Leistungsspektrum, Kreuzleistungsspektrum, Leistungsdichtespektrum, Wasserfall-Diagramm, Ordnungsschnitte, Einhüllende, MAC-Vergleich)
  • Anregungen (Sinus-Sweep mit veränderlicher Amplitude, Verbrennungsmotor; farbiges Rauschen, Dreieckssignal, rotierende Anregung)
  • Berechnung von Starrkörperbewegungen
  • Vorhersage des Einflusses zusätzlicher Massen, Federn und Tilgern bei gemessen Übertragungsfunktionen 

 

Dafür können folgende Blöcke und Funktionen aus AdaptroSimTM Structure and Vibration verwendet werden:

 

Simulink®

Anregung

SineSweep – Generiert ein Sinus Sweep Signal mit spezifizierter Amplitude für gegebene Frequenzen

IdealImpulse – Erstellt einen idealen diskreten Impulse

UnbalancedMassExcitation – Generiert ein harmonisches Anregungssignal mit sich linear ändernder Rotationsgeschwindigkeit

HarmonicOscillator – Erstellt ein Paar von zwei harmonischen sinusförmigen Funktionen mit einem Phasen Shift von 90°

TriangleWaveGenerator – Erstellt Signal einer Dreiecksschwingung

CombustionEngine – Generiert ein mehrdimensionales Signal, inkl. der dynamischen und statischen Moment Signale eines Verbrennungsmotors

RpmToFrequency – Konvertiert ein Rotationsgeschwindigkeitssignal in eine Frequenz

Struktur

RigidBody1DOF – Entspricht dem mechanischen Element einer konzentrierten Masse

RigidBody6DOF – Simuliert Translationen und kleine Rotationen eines Starrkörpers mit 3/6 Freiheitsgraden

StiffnessCoupled3DOF – Simuliert das Verhalten eines gekoppelten 3D Feder Dämpfer Elements

Stiffness1DOF – Simuliert das Verhalten eines eindimensionalen Feder Dämpfer Elements

Aktoren

ElementaryActuator – Beschreibt das grundlegende Verhalten eines Aktors

Voice-CoilTransducer – Beschreibt das lineare zeit-invariante dynamische Verhalten einer Schwingspule mit konstanten Parametern

ma_VibrationAbsorber1DOF – Beschreibt lineares Verhalten eines 1D Schwingungstilgers

ma_VibrationAbsorber3DOF – Beschreibt lineares Verhalten eines 3D Schwingungstilgers

 

MATLAB®

Analysis

Klassen

ma_common Paket

ma_common.channel – Repräsentiert einen Kanal (z.B. Sensor), der Informationen über das System transportiert

ma_common.ContinousTimeStateSpace – Repräsentiert ein zeit-kontinuierliches Zustandsraummodell

ma_common.DiscreteTimeStateSpace – Repräsentiert ein zeit-diskretes Zustandsraummodell

ma_common.Frf – abstrakte Schnittstellendefinition, die eine Frequenzantwort – Funktion eines linearen zeit-invarianten Systems repräsentiert

ma_common.GenericSignal – repräsentiert ein Signal mit Kanälen und Einheiten der Abszisse und Ordinate

ma_common.GenericFrf – Repräsentiert das Frequenzantwort Modell eines Systems

ma_common.Geometry – Klassendefinition für Geometrien bestehend aus Knoten und Kanten

ma_common.ModalSystem – Beschreibt modale Systeme durch modale Vektoren, Frequenzen und Dämpfung

ma_common.Node – Repräsentiert einen Knoten in einem kartesischem Koordinatensystem durch ihre x-,y- und z-Koordinaten

ma_common.SecondOrderSystem – Beschreibt ein System 2. Ordnung durch lineare Differenzialgleichungen

ma_common.Signal – Datensignalcontainer, der Kanäle mit gemeinsamer Abszisse teilen

ma_common.StateSpace – Beschreibt ein Zustandsraummodell eines Systems im Zeitbereich

ma_common.System – Beschreibt ein System mit seinen Ein- und Ausgangskanälen

ma_common.Unit – Beschreibt Einheiten durch Exponenten und Faktoren

ma_premod

ma_premod.testStructure – Objekterstellung um Voraussage einer Strukturänderung zu berechnen

ma_premod.modification – Erstellt ein modifiziertes Objekt, das die Admittanz der Modifikation enthält

ma_premod.premod – Erstellt ein premod Objekt, das die Voraussage zur Strukturänderung beinhaltet

ma_psd – Berechnung des Leistungsdichtespektrums

Funktionen

ma_calc_colorednoise – Berechnet farbiges Rauschen aus der spektralen Leistungsdichte (PSD) eines Signals

ma_MOSysGetSS – Generiert ein Zustandsraummodell bestehend aus Einmassenschwingern

ma_fractional_tf – Generiert die Transferfunktion mit konstanter Phase

ma_MOSys – Stellt die Erstellung und Arbeiten von eindimensionalen Einmassenschwingern zur Verfügung

ma_crosspowerspectrum – Erzeugt das Kreuzleistungsspektrum aus Zeitdaten

ma_powerspectrum - Erzeugt das Leistungsspektrum aus Zeitdaten

ma_frequency_response – Erzeugt die Frequenzantwort aus Zeitdaten

ma_spectrum - Erzeugt das Spektrum des Systems aus Zeitdaten

ma_spectrumsweep – Erzeugt das Spektrum einer linearen Sweep Anregung aus Zeitdaten

ma_waterfall – Erzeugt und zeigt aus gemessenen Daten ein Campbell Diagramm

ma_waterfall_console – GUI zum Erzeugen und Darstellen eines Campbell Diagramms aus gemessenen Daten

ma_ordercut – Berechnet Ordnungsschnitte aus Zeitdaten

ma_envelope – Berechnet die Einhüllende eines Signals

ma_rigidtrans – Berechnet die Starrkörperbewegung von gemessenen Beschleunigungsdaten

ma_plot_mac – Berechnet und plottet das modal assurance criterion (MAC)

 

Betrachtungen zur Kompatibilität

Kompilierung von Setup und Reports, sowie Tests wurden unter MATLAB Release 2012b (8.0.0.783) auf einer 64-bit Windows 7 Maschine durchgeführt.