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例題１２ 鉄琴の共振解析
本例題について
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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。
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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。
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表に記載されていない条件はデフォルトの条件を使用します。
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プロジェクトファイルを取得（右クリックし、名前を付けてリンク先を保存してください。）
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Femtetのバージョンや環境により結果が多少ことなります。
解析空間
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項目 |
条件 |
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解析空間 |
3次元 |
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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。
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項目 |
条件 |
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応力解析[Galileo] |
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解析の種類 |
共振解析 |
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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。
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タブ設定 |
設定項目 |
条件 |
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共振解析 |
モード数 |
6 |
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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
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ボディ No./ボディタイプ |
ボディ属性名 |
材料名 |
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0/Solid |
RESONANT |
001_アルミニウムAl※ |
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1/Solid |
RESONANT |
001_アルミニウムAl※ |
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2/Solid |
RESONANT |
001_アルミニウムAl※ |
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8/Solid |
BASE |
M_BASE |
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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。
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材料名 |
タブ |
定数 |
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M_BASE |
弾性定数 |
ヤング率： 2×109[Pa] ポアソン比： 0.3 |
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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。
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境界条件名/トポロジ |
タブ |
境界条件の種類 |
条件 |
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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。
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<<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「結果テーブル」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。