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[quote="jh8979"]Wie sieht die analytische Form der Koeffizienten aus?[/quote]
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jh8979
Verfasst am: 05. Nov 2014 20:05
Titel:
eniem hat Folgendes geschrieben:
... also Matlab anwerfen, oder so
Ja.
Wenn mir noch was schlaues einfällt, lass ich es Dich wissen. Aber ich vermute egal was man macht, am Ende läuft das eh auf numerisches Lösen/Berechnen hinaus (es gibt in der Physik eine "Aufwandserhaltung" = Erhaltung des Aufwands den man zum Lösen betreiben muss
).
eniem
Verfasst am: 05. Nov 2014 20:01
Titel:
Hallo jh8979,
Zitat:
Ich glaub es gibt einen Weg die Laplacetransformierte der Lösung durch die Laplacetransformationen der ai,bi und sigma zu erhalten.... aber ich bezweifel dass man das wieder zuruecktransformieren kann (auf einfache Weise).
Ich würde die Gleichung versuchen numerisch zu lösen.
... also Matlab anwerfen, oder so
LG
eniem
jh8979
Verfasst am: 05. Nov 2014 19:49
Titel:
Ich glaub es gibt einen Weg die Laplacetransformierte der Lösung durch die Laplacetransformationen der ai,bi und sigma zu erhalten.... aber ich bezweifel dass man das wieder zuruecktransformieren kann (auf einfache Weise).
Ich würde die Gleichung versuchen numerisch zu lösen.
jh8979
Verfasst am: 05. Nov 2014 19:17
Titel:
Die ai's sind relativ egal, weil auf der Seite eh alles bekannt ist. Die bi's wären wichtig, aber da die vermutlich ähnlich aussehen, ist das Projekt "Analytische Lösung finden" gestorben
-> Numerisches Lösen der DGL
eniem
Verfasst am: 05. Nov 2014 18:04
Titel:
Hoppla,
zu schnell geklickt:
a0 und a1 mit
bzw. für die Dämpferviskositäten
mit
eniem
Verfasst am: 05. Nov 2014 17:57
Titel:
Hallo jh8979,
diese ist sehr umfangreich, ich schreib sie mal exemplarisch für a_0 bzw. a_1
mit
und (t in Stunden)
Bzw. für die Alterung der Dämpferviskositäten (t in Stunden):
Und dafür
...
Die restlichen Parameter
bis
und
bis
sind ähnlich aufgebaut; ich kann sie gern noch angeben, falls dies für die weitere Vorgehensweise wichtig ist.
jh8979
Verfasst am: 05. Nov 2014 17:38
Titel:
Wie sieht die analytische Form der Koeffizienten aus?
eniem
Verfasst am: 05. Nov 2014 17:02
Titel:
Hallo jh8979,
Zitat:
Das es sich um eine DGL 4-ter Ordnung handelt brauchst Du den Anfangswert bis zur dritten Ableitung von epsilon bei t=0.
Mmh. Daran habe ich gar noch nicht gedacht; allerdings dachte ich, wenn das System zu Beginn völlig Spannungs- und Dehnungsfrei ist und auch keinerlei Belastung erfährt, auch sämtliche Ableitungen von
für
0 sind.
Zitat:
Ich nehme mal an, dass das andere ai und bi sind, als in deiner Anfangsgleichung. Um den Zusammenhang zu sehen, bring die Summe auf einen Nenner und Mach einen Koeffizientenvergleich im Nenner und Zähler.
Gute Idee - bin schon dabei.
Zitat:
Nein gilt sie (natürlich) nicht. Wenn die Koeffizienten von der Zeit abhängen sind es keine Konstanten sondern Funktionen der Zeit. Wenn Dir die analytische Form der Zeitabhängigkeit bekannt ist, kann man das evtl trotzdem mit der Laplace-Transformation lösen.
Hm, eigentlich logisch. Ich habe da wohl zu sehr in "Zeitschritten" gedacht, innerhalb derer sich Konstanten ja nicht ändern (allerdings der Rest auch nicht ...) was mich zur falschen Vermutung kommen hat lassen.
Ich kenne aber tatsächlich die
analytische Form der zeitabhängigen
Materialparameter.
Lediglich
kenne ich nur in Form von "Messpunkten".
Allerdings weiß ich nicht so recht, wie ich die DGL mit meinen bekannten Größen lösen soll bzw. womit beginnen etc. ... - als 'einfacher Bauingenieur' macht man sowas nicht unbedingt oft ...
LG
eniem
jh8979
Verfasst am: 05. Nov 2014 16:39
Titel: Re: Materialmodell: Lsg. d. DGL eines general. Maxwell-Mode
eniem hat Folgendes geschrieben:
Für die Randbedingungen
- Zeit
nur im Bereich
- bei
ist
und
- bis
gab es keine Vorbelastung
Das es sich um eine DGL 4-ter Ordnung handelt brauchst Du den Anfangswert bis zur dritten Ableitung von epsilon bei t=0.
Zitat:
1.) Wie gelangt man zur in
(*)
angegebenen Summe? (Der "Reihenentwicklung"). - Warum enthält diese nicht mehr die ursprünglich vorhandenen Parameter
und
. Was ist damit passiert?
Ich nehme mal an, dass das andere ai und bi sind, als in deiner Anfangsgleichung. Um den Zusammenhang zu sehen, bring die Summe auf einen Nenner und Mach einen Koeffizientenvergleich im Nenner und Zähler.
Zitat:
2.) Gilt die angegebene Lösung auch für
zeitabhängige
Materialparameter? Bzw. wie müsste man dann die DGL lösen? Oder ändert sich gar nichts daran, da das ja nach wie vor "Konstanten" bleiben, die zwar von der Zeit, nicht aber von sigma oder epsilon abhängen?
Nein gilt sie (natürlich) nicht. Wenn die Koeffizienten von der Zeit abhängen sind es keine Konstanten sondern Funktionen der Zeit. Wenn Dir die analytische Form der Zeitabhängigkeit bekannt ist, kann man das evtl trotzdem mit der Laplace-Transformation lösen. Wenn Du nur die numerischen/gemessenen Werte kennst, dann ist das mit der Laplace-Transformation höchstens formal möglich, aber bringt dich vermutlich nicht sehr weit.
Formal ist die Lösung aber eh schon bekannt:
http://en.wikipedia.org/wiki/Linear_differential_equation#Systems_of_Linear_Differential_Equations
(das hilft aber vermutlich nur bedingt weiter)
Wenn Du die bekannten Zeitabhängigkeit der ai und bi nicht analytisch kennst, lässt sich das ganze normalerweise nur numerisch lösen (wenn nicht noch irgendein wunder geschieht in Deinem System).
eniem
Verfasst am: 05. Nov 2014 15:58
Titel: Materialmodell: Lsg. d. DGL eines general. Maxwell-Modells
Hallo liebe Forianer,
Ich sitze gerade vor einem Materialmodell, dessen DGL ich kenne, allerdings habe ich ein Problem mit der Lösung derselben. Es handelt sich dabei um eine lineare DGL 4. Ordnung, die in Differentialoperatorform folgendermaßen angegeben werden kann:
Damit kann ein linar-viskoelastisches Werkstoffverhalten unter einachsiger Spannung beschrieben werden. - Ich verwende hierzu ein sogenanntes "verallgemeinertes Maxwell-Modell" bestehend aus einer Parallelschaltung einer Feder mit 4 Maxwell-Elementen. Dafür ergibt sich folgende DGL:
Die Parameter a_0 bis a_4 und b_0 bis b_4 sind darin zeitabhängige Materialparameter, welche mir für jeden Zeitpunkt bekannt sind.
Ebenfalls kenne ich für jeden Zeitpunkt den Wert der Spannung, also sigma(t) ist bekannt.
Obige Gleichung kann einfacher als Differentialoperator-Gleichung geschrieben werden:
mit
und
Für die Randbedingungen
- Zeit
nur im Bereich
- bei
ist
und
- bis
gab es keine Vorbelastung
Kann gemäß einer Literaturquelle (http : // mediatum.ub.tum.de/doc/601943/601943.pdf) (Seite 12ff) folgende LaPlace-Transformation verwendet werden:
Letztlich also
bzw.:
In der Literaturquelle heißt es nun weiter: "Weiters gilt, dass die Werkstoffkonstanten
zeitABhängig
seien können." (So wie dies bei mir der Fall ist.)
und weiter: "In Reihenentwicklung dargestellt vereinfacht sich o.g. Gleichung mit den
zeitUNabhängigen
Materialparametern a_i und b_i zu"
(*)
:
Das Rücktransformieren führt dann gemäß der Literaturquelle zu folgendem Faltungsintegral:
Hierzu stellen sich mir Folgende
Fragen
:
1.) Wie gelangt man zur in
(*)
angegebenen Summe? (Der "Reihenentwicklung"). - Warum enthält diese nicht mehr die ursprünglich vorhandenen Parameter
und
. Was ist damit passiert?
2.) Gilt die angegebene Lösung auch für
zeitabhängige
Materialparameter? Bzw. wie müsste man dann die DGL lösen? Oder ändert sich gar nichts daran, da das ja nach wie vor "Konstanten" bleiben, die zwar von der Zeit, nicht aber von sigma oder epsilon abhängen?
Letztlich bin ich auf der Suche nach einer Gleichung, die mir für jeden beliebigen Zeitpunkt "
" ein
liefert und nur von der bekannten Spannung sigma(t) bzw. den Materialkonstanten abhängt ... also etwas in die Richtung wie oben angegeben;
nur wie gesagt weiß ich nicht, ob ich das 1:1 so übernehmen kann, da zum einen die Parameter
und
"fehlen" bzw. zum anderen die Materialkonstanten zeitabhängig sind ...
Ich würde mich freuen, wenn mir jemand weiterhelfen könnte.
Besten Dank im Voraus,
eniem