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管理人:mail

No.38736 衝撃解析のG値について

2002-10-21 09:59 投稿者: グリーンチャンネル リンク:

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またみなさんアドバイス下さい。
現在電子機器の落下衝撃解析を行っており、部品のG値算出を試みています。
しかし、この値はフィルタリング(ローパス)にて大きく変化し、どのくらいでフィルターをかけるべきか悩んでいます。
減衰を組み込での解析は難しいので省いて行っております。
そのため予想以上に高い周波数が入り込んでしまっている状況です。
固有振動数など明確な製品であれば基準として使用したいと思いますが、電子機器なので不明瞭で困っています。
みなさんどのようにされているのでしょうか?
何方か何かヒントだけでもかまいません。アドバイス下さい。

No.38783 Re: Re: 3756 衝撃解析のG値について

2002-10-22 13:22 投稿者: ぷかぷか リンク:

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対象とする現象がどのようなものか分からないので
まと外れかもしれませんが・・・

> しかし、この値はフィルタリング(ローパス)にて大きく変化し、
> どのくらいでフィルターをかけるべきか悩んでいます。

ローパスフィルターは、着目する現象が
明確になっていないと設定できません。
もともと評価したくない因子を除去する目的で
設定するわけなので、単に読み取る数値が安定
しないから適当に設定した…というのはますい
気がします。

通常、包装落下などで設定されるフィルターは
緩衝材の緩衝能力を評価するために設定される
ので、セット側を剛体に近いものと考えて設定
します。これは、あくまで「クッション設計」
をターゲットにしている評価であり、セット側
の強度を検討するには不向きです。
セット側の評価基準でも、昔は1自由度モデル
に置き換えて考える手法が多く、この考え方は
もっとマクロ的な設計を行なうために使われま
す。やはり、対象としている現象と部品の固有
振動数に合わせてフィルターを選択することに
なると思います。


> 減衰を組み込での解析は難しいので省いて行っております。

様子を見るだけなら、物理的に意味はなくても…
人工的に粘性(減衰)を加えて高次を減衰させて
みてもいいでしょう。どうせ陽解法では数値計算
的なノイズも多いでしょうし。
問題は、部品間の接触とかに依存するG値をフィ
ルターで丸めてしまうことで、これは振動などを
フィルターで処理するのとは意味が異なります。

減衰値は・・・
陰解法でモード合成法を利用するなら、実験モーダル
解析からモード減衰を同定しますし、レイリー減衰で
モデル化するなら加振実験から(対象周波数範囲の)
固有振動数(2つ以上)から同定します。どちらも、
CAEでは日常的に良く利用する方法です。


> そのため予想以上に高い周波数が入り込んでしまっている状況です。

陰解法のモード合成法で最初から自由度を落として
おくという手もありますが・・・、陽解法だと計算
ノイズの影響も無視できない場合があります。
計算結果が、必ずしも物理的なモデルに起因してい
ないところがいやらしいですね。

実際問題として、加印された荷重のスペクトル成分
に対して、あきらかに高次と思われる応答に関して
は除去した方がリーズナブルかと思います。(極端
に高次であれば、物理的にも減衰するでしょうし)
ただ、近傍で接触などを起こしている場合は、高次
の項を除去するフィルターを施すと現象を間違って
評価することになるので注意が必要です。


> 固有振動数など明確な製品であれば基準として使用したいと
> 思いますが、電子機器なので不明瞭で困っています。

最初に全体の挙動をシミュレートし、時刻歴波形と
アニメーションから支配的な現象のあたりをつけます。
(観測されるG値に対し、どの部位の、どのような挙
動が支配的なのか?、その伝播経路は?)
ここから評価すべきポイント近傍の部品に関し、単体
での固有値解析を行ないます。フィルターを設定する
場合は、その低次の「数モード」の周波数について着
目しておくべきです。(現象として励起されるモード
の周波数に着目する必要があるので、必ずしも1次モ
ードのみでOKというわけにはいかない。部品のサイ
ズと剛性などにもよりますが、まず5個ぐらいのモー
ドを考慮してみて判断されてはいかがでしょう?)

No.38743 Re: Re: 3756 衝撃解析のG値について

2002-10-21 10:39 投稿者: よし☆彡 リンク:

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> またみなさんアドバイス下さい。
> 現在電子機器の落下衝撃解析を行っており、部品のG値算出を試みています。
> しかし、この値はフィルタリング(ローパス)にて大きく変化し、
> どのくらいでフィルターをかけるべきか悩んでいます。

対象の構造は剛性が高く,もろいい,さらに,質量が低いような問題でしょうね.減衰は結局フィルタリングと同一ですから,今の方法とあまり変わりないように思えます.
 このようなモデルのフィルタリングは直接G値に影響を及ぼすので,何か別の方法でG値を決められた方が良いかもしれませんね.(ローパス以外のフイルターの方が良いとも思いますし,,)
とりあえず,思いつく方法を書いてみます.

1.例えばCAEで静的に剛性を評価して算出された剛性から,手計算で1or2質点モデルとして運動を解き直接減速度を求める.
2.ひょっとしたら対象により陰解法にしたら安定したGが得られるかもしれません.
3.縮約を用いて,内部の共振を少しでも減らす.(荒いモデルにする)
4.衝突部が荒いメッシュであれば細かくする.(衝突部が局所的につぶれるのであれば,そうでなければ逆効果)

ここの,3.4は本来,エネルギー吸収する部位がちゃんと評価出来るように作ると言う意味合いです.

いずれの方法も結果はある程度,感性に依存してしまいますね.みなさんの意見を期待します.


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