No.40127 固有値解析で不明なこと
2002-12-10 15:05 投稿者: GOLF リンク:
削除キー (?)
今日は。GOLFと申します。 固有値解析で不明なことでお尋ねします。 ある部位の振動加速度を小さくしたい場合、剛性 を高くすれば、良いのでしょうか?低くすれば よいのでしょうか? 例えば机の端にSteel製の薄い定規の一端を固定し、 一端に初期振幅を与えその直後に手を定規から離した とします。概ね固有振動数で定規は振動してますよね。 また、定規の中央部分を固定し、定規剛性を高くした 場合、定規の一端を固定した場合より自由端先端の加速度 は大きくなりますよね? すると、ある部位の加速度を小さくしたい場合には、剛性を 低くすれば、良いのでしょうか?(周波数は剛性upで高く なっていると思いますが、ここで問題にしているのは加速度 の値です。また質量の差は考えない場合を想定しています) 以上、どなたかご回答頂ければ幸いです。
No.40409 Re: 4192 固有値解析で不明なこと
2002-12-22 18:21 投稿者: ピピ リンク:
超遅レスですが、素人なりに気が付いたことを返信させていただきます。 > 固有値解析で不明なことでお尋ねします。 > ある部位の振動加速度を小さくしたい場合、剛性 > を高くすれば、良いのでしょうか?低くすれば > よいのでしょうか? 題名に含まれる「固有値解析」と絡めて、振動加速度を議論するのであれば、解析手法 としてはモーダル過渡応答解析か、モーダル周波数応答解析になるのでしょうか? GOLFさんが説明されている例では、強制変位からの過渡振動を挙げられていますが、 ぷかぷかさんも指摘されていたように、一定の強制変位を加えた過渡応答解析は、 妥当な結果を導かないものと考えます。 一定のエネルギを持った外力を与えて評価するのが適切でしょう。 まず、重要なのは、加振源をつかむことです。 調和外力なのか、衝撃外力なのかで、その後の対応が変わってきます。 調和外力の場合、話は簡単です。 おそらく、本ケースでは概略形状および、境界条件、加振入力点、解析応答点が明確 であるものと推測されますから、CAE上で周波数応答関数(FRF)を求め、対象となる 調和外力の周波数がFRF上で反共振点に当たるように、最適化設計してやれば良いと 思います。要するに、応答点を節にするということです。 問題は衝撃外力の場合ですね。 まず、衝撃外力の入力加速度を実験的に取り込み、入力加速度の時間履歴データおよび スペクトラムを得ます。 スペクトラム上で、どの程度高周波側まで加速度が維持されているかによって、対象となる モードの次数を見極める必要がありますね。 それが明確になったら、CAE上で解析対象周波数範囲を特定して、モーダル過渡応答解析 を実施すれば現実的な結果がでるはずです。 衝撃外力の場合は、複数のモードの合成で変位が決まりますから、最適化設計アルゴリズムは 単純なものでは無く、あとは根気ですね。 何れの場合でも、妥当な結果を得るためには、実験解析が不可欠だと思われます。 トンチンカンな部分があれば、ご指摘願います。
No.40143 Re: 4192 固有値解析で不明なこと
2002-12-10 18:55 投稿者: ぷかぷか リンク:
> ある部位の振動加速度を小さくしたい場合、剛性 > を高くすれば、良いのでしょうか?低くすれば > よいのでしょうか? > by GOLF さん 「剛性」ですから「単位荷重あたりの振動 (加速度、速度、変位)(伝達特性)の逆 数」にあたります。ですから、振動レベル を下げるには剛性を「あげる」(共振周波 数を高域にシフトする)という表現でよい のではないでしょうか? > 例えば机の端にSteel製の薄い定規の一端を固定し、 > 一端に初期振幅を与えその直後に手を定規から離した > とします。概ね固有振動数で定規は振動してますよね。 > また、定規の中央部分を固定し、定規剛性を高くした > 場合、定規の一端を固定した場合より自由端先端の加速度 > は大きくなりますよね? 上記の場合は、「同じ強制変位量を加えたら・・・」 ということを仮定しているので、比較している片 持ちと中央支持では「作用させている荷重」(= 入力)が異なるわけです。(中央支持の方が剛性 が上がっているので、同じ変位を与えるのに大き な力が必要になります。) 入力が異なるわけですから、出力である応答振動 の大きさを剛性と絡めて表現するのはフェアでは ないでしょう。 同じ入力荷重に対しては、剛性が高いほうが 応答振幅は小さくなる…ということでしょう。 (ただし、評価位置と対象とする(=支配的 な)振動モードが同じで、評価する周波数 が共振周波数の近傍ではないことが前提。)
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