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例題１５ 音叉の調和解析
本例題について
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変形の状態や変位分布、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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Femtetのバージョンや環境により結果が多少ことなります。
解析モデルダウンロード
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プロジェクトファイルをダウンロード（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。）
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 |
調和解析 |
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解析オプション |
なし |
例１３の結果より基本モードの共振周波数519[Hz]あたりであることが分かっていますので、
その前後の周波数でスイープしています。調和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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調和解析 |
周波数 |
最小：500[Hz] 最大：510[Hz] |
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間隔 |
等間隔： 分割数20 |
モデル図
例題１３のモデルに強制振動を加える面にその振動振幅を変位境界条件として設定しています。
振動を加える面は音叉の根元の円形底面としています。
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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8/Solid |
RESONANT |
001_アルミニウムAl※ |
※材料データベースを利用
境界条件
調和解析の場合、強制振動の振幅を変位境界条件で設定します。
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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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VIBE/Face |
機械 |
変位 |
Y成分のチェックボックスをオン UY=1×10-5[m] |
この条件の場合、音叉の根元の面を面に垂直方向に10マイクロメートルの振幅で振動を加えることを意味します。
解析結果
振動周波数が500[Hz]、505.5[Hz]、510[Hz]における変位図を示します。
コンター図は変位の大きさを示してます。
コンター図の最小値と最大値は、0、4mに設定しています。
また、変位図の補正倍率は、等倍に設定しています。
調和解析結果の変位は強制振動によって発生する振動振幅に相当します。
500[Hz]
505.5[Hz]
510[Hz]
500Hz、510Hzではほとんど変形していないのに対して、505.5[Hz]では、大きな変形がおきていることが分かります。
音叉の先端部の変位の大きさと周波数の対応をグラフ出力したものを示します。
このグラフより強制振動の周波数が共振周波数に一致すると、振動体の振動振幅（上のグラフの変位）が極端に
大きくなることが分かります。