例題12

鉄琴の共振解析

本例題について

  • 3つの共振子をもつ鉄琴を共振解析した事例を示します。

  • 共振時の変形や変位分布、応力分布を解析結果として見ることができます。

  • 表に記載されていない条件は初期設定の条件を使用します。

解析空間

項目

条件

解析空間

3次元

モデル単位

m

 

解析条件

解析の種類を共振解析としています。

項目

条件

ソルバ

応力解析[Galileo]

解析の種類

共振解析

解析オプション

なし

 

共振解析タブの設定を以下のように行っています。

タブ設定

設定項目

条件

共振解析

モード数

6

周波数の近似値

0[Hz]

モデル図

長さの異なる3つの鉄琴を直方体ソリッドボディで、また鉄琴を支持するための2本の支持棒を

直方体ソリッドボディで定義しています。支持棒の底面には変位固定の境界条件を設定しています。

 

ボディ属性および材料の設定

ボディ No./ボディタイプ

ボディ属性名

材料名

0/Solid

RESONANT

001_アルミニウムAl※

1/Solid

RESONANT

001_アルミニウムAl※

2/Solid

RESONANT

001_アルミニウムAl※

8/Solid

BASE

M_BASE

9/Solid

BASE

M_BASE

※材料データベースを利用

 

共振子と支持棒の材料定数は以下の材料定数を設定しています。

材料名

タブ

定数

M_BASE

弾性定数

ヤング率: 2×109[Pa]

ポアソン比: 0.3

密度

密度:0.1×103[kg/m3]

 

境界条件

支持棒の底面の面トポロジに以下の変位固定境界条件を設定しています。

境界条件名/トポロジ

タブ

境界条件の種類

条件

FIX/Face

機械

変位

XYZ全成分のチェックボックスをオン

UX=0, UY=0, UZ=0

 

解析結果

出力ウィンドウには以下のような解析結果が出力されます。

<<固有値解析>>

固有値(共振周波数):[Hz]

Mode[ 0] =  8.61552809e+002

Mode[ 1] =  1.06874655e+003

Mode[ 2] =  1.21598202e+003

Mode[ 3] =  1.24695787e+003

Mode[ 4] =  1.56876049e+003

Mode[ 5] =  1.69339225e+003

 

共振周波数は「計算値(テーブル)の計算結果」でも確認することができます。

 

Mode[0]~Mode[2]の共振モードの変位図を順番に示します。

コンター図は変位のZ成分を示してます。

ゴッホ設定ダイアログにてコンター図タブの最小値/最大値の自動チェックをはずし、

-4.000e+000⇒4.000e+000としています。

 

Mode[0]:8.615528e+002[Hz]

 

Mode[1]:1.068747e+003[Hz]

 

Mode[2]: 1.215982e+003[Hz]

共振子の長さの順番に共振周波数が高くなっていることが分かります。

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