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例題７５高低差のあるツインタワーの過渡解析

本例題について

高低差のあるツインタワーに対して強制振動を与える過渡解析を行った事例を示します。
「例題１６高低差のあるツインタワーの調和解析」では調和解析を行っています。
強制振動の周波数によって振動の形態が変化する様子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デフォルトの条件を使用します。
共振周波数付近の振動変位は材料の機械的損失によって変化しますので、必要に応じて機械的損失を適切に設定してください。（→例題5０）
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

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

項目	条件
解析空間	3次元
モデル単位	mm

解析条件

解析の種類を過渡解析としています。

項目	条件
ソルバ	応力解析[Galileo]
解析の種類	過渡解析
解析オプション	大変位をチェック

あらかじめ共振解析を行った結果、それぞれのタワーの共振周波数は1250[Hz]、1650[Hz]

付近であることが分かっておりますので、ここでは周波数1250[Hz]で振動させたときの挙動を解析します。

過渡解析タブの設定を以下のように行っています。

時間ステップを「自動」とし、詳細設定で「時間依存の条件に従う」を選択することで、境界条件で入力した条件に応じて時間ステップを設定して解析することができます。

境界条件で、波形入力機能を使用した重み関数を設定した場合、波形の周期の1/10が時間ステップとして使用されます。

タブ設定	設定項目	条件
過渡解析	時間ステップ	自動
	終了時刻	10[ms]
	最大ステップ数	1000
	自動ステップ詳細設定	時間依存の条件に従うをチェック

モデル図

高さの異なる２つのソリッドボディの板（TOWER）を一枚の板形状の板（GROUND）の上に立てた構造となって

います。境界条件としては強制振動の振幅振動の中心と最大値との差をY方向変位の境界条件（VIBE_Y)としてGROUND底面の面トポロジ
に定義しています。

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	TOWER	001_アルミニウムAl※
1/Solid	TOWER	001_アルミニウムAl※
2/Solid	GROUND	001_アルミニウムAl※

※材料データベースを利用

境界条件

強制振動の条件としてGROUNDの底面をY方向に振動させ、同時にX方向とZ方向の変位は固定
させるため、以下の境界条件を設定しています。

これはGROUNDの底面にY方向に振幅１ミリの強制振動を与えることを意味します。

5回振動させ、その後停止させる条件としています。

境界条件名/トポロジ

タブ

境界条件の種類

条件

VIBE_Y/Face

機械

変位

XYZ成分のチェックボックスをオン

UX=UX=0.0、UY=1×10-3[m]

時間依存性チェック

重み関数

波形入力機能を使用して入力

設定項目	設定
波形選択	正弦波
周波数/周期	周波数
強度(重み)	両振幅 1 オフセット 0
波数	波数設定をチェック波数 5
周波数	1250 [Hz]

解析結果

時刻1.6[ms]、4[ms]、10[ms]における変位図を示します。

コンター等高線図はY方向の変位を示してます。

1.6[ms] 2周期終了時

4[ms] 5周期終了時

10[ms] 解析終了時

右側のタワーが大きく振動している様子が確認できます。

右側のタワーの先端の点 (0, 30, 80 ) の位置でのY方向変位の時間変化をプロットした結果を示します。

振動を与えている4[ms]までは振動の振幅が上昇し、振動を停止した4[ms]以降は慣性によって、一定の振幅で
振動している様子が確認できます。

例題７５ 高低差のあるツインタワーの過渡解析