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Problèmes relatifs à l'analyse modale
Ce chapitre présente les problèmes d'analyse modale et les résultats de Creo Simulate. Pour une analyse modale, Structure calcule les fréquences naturelles et les déformées modales de votre modèle. Le module Structure calcule automatiquement l'ensemble des mesures prédéfinies. La liste de mesures est différente selon le type d'analyse.
Ce chapitre présente les problèmes modaux suivants :
mvsm001 : Plaque encastrée de coque en déformation de plan 2D
mvsm002 : Plaque encastrée en contrainte de plan 2D
mvsm003 : Plaque encastrée de solide en déformation de plan 2D
mvsm004 : Vibration radiale axisymétrique 2D d'un anneau mince
mvsm005 : Vibration radiale 3D d'une couronne
mvsm006 : Plaque en pentaèdre encastrée 3D
mvsm007 : Coque cylindrique encastrée 3D
mvsm008 : Plaque en pentaèdre de solide 3D
mvsm009 : Vibration en plan 3D d'une croix à extrémité en pivot
mvsm010 : Vibration axisymétrique de plaque annulaire 3D
mvsm001 : Plaque encastrée de coque en déformation de plan 2D
Type d'analyse :
Modale
Type de modèle :
Déformation plane 2D
Comparaison :
Résultats théoriques
Référence :
Roark, R.J. et Young, W.C. Formulas for Stress and Strain. NY : McGraw-Hill Book Co. 1982. pp.576578.
Description :
Trouvez la fréquence fondamentale d'une plaque encastrée modélisée en tant que modèle en déformation plane.
Spécifications
Type d'élément :
coque 2D (1)
Unités :
MKS
Cotes :
largeur : 2
épaisseur : 0,01
Propriétés des matériaux :
Masse volumique : 7850
Coût par unité de masse : 0
Module de Young : 2e11
Coefficient de Poisson : 0,3
Dilatation thermique : 0
Conductivité : 0
Restriction :
placé sur le point A : fixe dans l'ensemble des DDL
Comparaison des données de résultat
Théorie
Structure
% de différence
Fréquence fondamentale (Hz)
(mode=1)
2,1393
2.1374
0,08 %
% de convergence : 0,4 % sur fréquence
P max. : 4
Nbre d'équations : 12
mvsm002 : Plaque encastrée en contrainte de plan 2D
Type d'analyse :
Modale
Type de modèle :
Contrainte plane 2D
Comparaison :
Résultats théoriques
Référence :
Roark, R.J. et Young, W.C. Formulas for Stress and Strain. NY : McGraw-Hill Book Co. 1982. pp.576578.
Description :
Trouvez la fréquence fondamentale de la vibration latérale d'une plaque encastrée.
Spécifications
Type d'élément :
plaque 2D (1)
Unités :
IPS
Cotes :
longueur : 36
largeur : 4
épaisseur : 0.1
Propriétés des matériaux :
Masse volumique : 7.28e4
Coût par unité de masse : 0
Module de Young : 3e7
Coefficient de Poisson : 0,3
Dilatation thermique : 0
Conductivité : 0
Restriction :
placé sur l'arête A-B : fixe dans TransX et TransY
Comparaison des données de résultat
Théorie
Structure
% de différence
Fréquence fondamentale (Hz)
(mode=1)
101,326
100.988
0,33 %
% de convergence : 0,4 % sur fréquence
P max. : 6
Nbre d'équations : 42
mvsm003 : Plaque encastrée de solide en déformation de plan 2D
Type d'analyse :
Modale
Type de modèle :
Déformation plane 2D
Comparaison :
Résultats théoriques
Référence :
Roark, R.J. et Young, W.C. Formulas for Stress and Strain, NY:McGraw-Hill Book Co. 1982. pp.576578.
Description :
Trouvez la fréquence fondamentale d'une plaque encastrée modélisée en tant que modèle en déformation plane.
Spécifications
Type d'élément :
solide 2D (2)
Unités :
IPS
Cotes :
longueur : 36
largeur : 4
Propriétés des matériaux :
Masse volumique : 7.28e4
Coût par unité de masse : 0
Module de Young : 3e7
Coefficient de Poisson : 0,3
Dilatation thermique : 0
Conductivité : 0
Restriction :
placé sur l'arête A-B : fixe dans TransX, TransY et RotZ
Comparaison des données de résultat
Théorie
Structure
% de différence
Fréquence fondamentale (Hz)
(mode=1)
106,219
106.604
0.36%
% de convergence : 0.8% sur fréquence
P max. : 6
Nbre d'équations : 42
mvsm004 :Vibration radiale axisymétrique 2D d'un anneau mince
Type d'analyse :
Modale
Type de modèle :
2D axisymétrique
Comparaison :
ANSYS n° 67
Référence :
Timoshenko, S. et Young, D.H. Vibration Problems in Engineering. 3ème éd. NY: D. Van Nostrand Co., Inc. 1955. p. 425, Art. 68
Description :
Trouvez la fréquence fondamentale de la vibration radiale d'un anneau modélisé axisymétriquement.
Spécifications
Type d'élément :
solide 2D (1)
Unités :
IPS
Cotes :
rayon interne : 99,975
rayon externe : 100,025
hauteur : 0,05
Propriétés des matériaux :
Masse volumique : 7,3e4
Coût par unité de masse : 0
Module de Young : 3e7
Coefficient de Poisson : 0
Dilatation thermique : 0
Conductivité : 0
Restrictions :
placé sur l'arête A-B :fixe dans TransY et RotZ
placé sur l'arête C-D :fixe dans TransY et RotZ
Comparaison des données de résultat
Théorie
ANSYS
Structure
% de différence
Fréquence radiale (Hz)
(mode=1)
322,64
322,64
322,64
0,0 %
% de convergence : 0,0 % sur fréquence
P max. : 2
Nbre d'équations : 10
mvsm005 : Vibration radiale 3D d'une couronne
Type d'analyse :
Modale
Type de modèle :
3D
Comparaison :
Résultats théoriques
Référence :
Love, A.E.H. A Treatise on the Mathematical Theory of Elasticity. 4ème éd. NY : Dover Publications. 1944. p. 452, Art. 293b.
Description :
Déterminez la première et la seconde fréquences modales pour la vibration radiale d'une couronne modélisée en tant que modèle un quart.
Spécifications
Type d'élément :
poutre (1)
Unités :
IPS
Cotes :
rayon : 2
Propriétés des poutres :
Aire : 0,01
IYY : 1e3
Cisaillement FY : 0,83333
CY : 1
J : 1,008e3
IZZ : 8,33e6
Cisaillement FZ : 0,83333
CZ : 1
Propriétés des matériaux :
Masse volumique : 7.28e4
Coût par unité de masse : 0
Module de Young : 3e7
Coefficient de Poisson : 0,3
Dilatation thermique : 0
Conductivité : 0
Restrictions :
placé sur le point A : fixe dans tous les DDL sauf TransX
placé sur le point B : fixe dans l'ensemble des DDL sauf TransY
Comparaison des données de résultat
Théorie
Structure
% de différence
Fréquence (Hz) mode 1
625,65
624,43
0,19 %
Fréquence (Hz) mode 2
3393,06
3369,13
0,70 %
% de convergence : 0,0 % sur fréquence
P max. : 9
Nbre d'équations : 50
mvsm006 : Plaque en pentaèdre encastrée 3D
Type d'analyse :
Modale
Type de modèle :
3D
Comparaison :
ANSYS n° 62
Référence :
Timoshenko, S. et Young, D.H. Vibration Problems in Engineering. 3ème éd. NY : D. Van Nostrand Co., Inc. 1955. p. 392, Art. 62.
Description :
Trouvez la fréquence fondamentale de la vibration latérale d'une plaque en forme de coin encastrée.
Spécifications
Type d'élément :
coque (1)
Unités :
IPS
Cotes :
longueur : 16
largeur : 4
épaisseur : 1
Propriétés des matériaux :
Masse volumique : 7.28e4
Coût par unité de masse : 0
Module de Young : 3e7
Coefficient de Poisson : 0
Dilatation thermique : 0
Conductivité : 0
Restriction :
placé sur l'arête A-B : fixe dans l'ensemble des DDL
Comparaison des données de résultat
Théorie
ANSYS
Structure
% de différence
Fréquence (Hz)
(mode=1)
259,16
260,99
259,15
0,004 %
% de convergence : 0,0 % sur fréquence
P max. : 4
Nbre d'équations : 60
mvsm007 : Coque cylindrique encastrée 3D
Type d'analyse :
Modale
Type de modèle :
3D
Comparaison :
Résultats théoriques
Référence :
Roark, R.J. et Young, W.C. Formulas for Stress and Strain. NY : McGraw-Hill Co. 1982. p.576.
Description :
Une coque cylindrique encastrée est modélisée en tant que demi-cylindre avec symétrie. Trouvez la fréquence fondamentale.
Spécifications
Type d'élément :
coque (3)
Unités :
IPS
Cotes :
longueur : 36
rayon : 1
épaisseur : 0.1
Propriétés des matériaux :
Masse volumique : 7.28e4
Coût par unité de masse : 0
Module de Young : 3e7
Coefficient de Poisson : 0,3
Dilatation thermique : 0
Conductivité : 0
Restriction :
placé sur l'arête A-B : fixe dans l'ensemble des DDL
placé sur la face A-C, B-D : fixe dans TransX, RotY et RotZ
Comparaison des données de résultat
Théorie
Structure
% de différence
Fréquence (Hz)
(mode=1)
62,05
62.125
0.12%
% de convergence : 0,4 % sur fréquence
P max. : 6
Nbre d'équations : 180
mvsm008 : Plaque en pentaèdre de solide 3D
Type d'analyse :
Modale
Type de modèle :
3D
Comparaison :
ANSYS n° 62
Référence :
Timoshenko, S. et Young, D.H. Vibration Problems in Engineering. 3ème éd. NY : D. Van Nostrand Co., Inc. 1955. p. 392, Art. 62
Description :
Trouvez la fréquence fondamentale de la vibration latérale d'une plaque en forme de coin encastrée.
Spécifications
Type d'élément :
solide (1)
Unités :
IPS
Cotes :
longueur : 16
largeur : 4
profondeur : 1
Propriétés des matériaux :
Masse volumique : 7,28e–4
Coût par unité de masse : 0
Module de Young : 3e7
Coefficient de Poisson : 0
Dilatation thermique : 0
Conductivité : 0
Restriction :
placé sur la face A-B-C-D : fixe dans l'ensemble des DDL
Comparaison des données de résultat
Théorie
ANSYS
Structure
% de différence
Fréquence fondamentale (Hz)
(mode=1)
259,16
260,99
259.24
0,03 %
% de convergence : 0,0 % sur fréquence
P max. : 4
Nbre d'équations : 72
mvsm009 : Vibration en plan 3D d'une croix à extrémité en pivot
Type d'analyse :
Modale
Type de modèle :
3D
Référence :
NAFEMS, SBNFA (Novembre 1987), Test 1.
Description :
Déterminez les fréquences modales (de la première à la huitième) pour la vibration en plan d'une croix avec une articulation pivot aux points A, B, C et D.
Spécifications
Type d'élément :
poutre (4)
Unités :
NMS
Cotes :
longueur : 5
Propriétés des poutres :
Aire : 0,015625
IYY : 2,0345e–5
Cisaillement FY : 0,83333
CY : 0,0625
J : 4,069e–5
IZZ : 2,0345e–5
Cisaillement FZ : 0,83333
CZ : 0,0625
Propriétés des matériaux :
Masse volumique : 8000
Coût par unité de masse : 0
Module de Young : 2e11
Coefficient de Poisson : 0,3
Dilatation thermique : 0
Conductivité : 0
Restrictions :
placé sur les points A, B, C, D : fixe dans TransX, TransY et TransZ
placé sur les poutres A-O, B-O, C-O, D-O : fixe dans TransZ
Comparaison des données de résultat
Théorie
Structure
% de différence
Fréquence (Hz) mode 1
11,336
11.312
0.211%
Fréquence (Hz) mode 2 et 3
17,709
17.636
0.412%
Fréquence (Hz) mode 4
17,709
17.636
0.412%
Fréquence (Hz) mode 5
45,345
45,155
0.419%
Fréquence (Hz) mode 6 et 7
57,390
56,692
1.216%
Fréquence (Hz) mode 8
57,390
57.001
0.677%
% de convergence : 3,4 % sur fréquence
P max. : 8
Nbre d'équations : 157
mvsm010 : Vibration axisymétrique de plaque annulaire 3D
Type d'analyse :
Modale
Type de modèle :
3D
Référence :
NAFEMS, SBNFA (Novembre 1987), Test 53.
Description :
Déterminez les fréquences modales (de la première à la cinquième) pour la vibration axisymétrique d'une plaque annulaire.
Spécifications
Type d'élément :
solide (3)
Unités :
NMS
Cotes :
rayon interne : 1,8
rayon externe : 6
hauteur : 0,6
Propriétés des matériaux :
Masse volumique : 8000
Coût par unité de masse : 0
Module de Young : 2e11
Coefficient de Poisson : 0,3
Dilatation thermique : 0
Conductivité : 0
Restrictions :
Emplacement
Degrés de liberté
restriction1
placé sur les surfaces ABCD, BCNO, ADMP, ABMN, CDPO, MNOP
fixe dans TransT, RotR et RotZ
placé sur la courbe MP
fixe dans TransZ
Comparaison des données de résultat
Théorie
Structure
% de différence
Fréquence modale (Hz) 1
18,583
18.550
0,17 %
Fréquence modale (Hz) 2
140,15
138,22
1.37%
Fréquence modale (Hz) 3
224,16
224,16
0 %
Fréquence modale (Hz) 4
358,29
355,80
0,7 %
Fréquence modale (Hz) 5
629,19
620,43
1,4 %
% de convergence : 1,3 % de la fréquence
P max. : 9
Nbre d'équations : 1094