Creo Simulate > Руководство по проверке в Creo Simulate > Задачи модального анализа
  
Задачи модального анализа
В этой главе рассматриваются задачи модального анализа и результаты Creo Simulate. В модальном анализе Structure вычисляет естественные частоты и формы колебаний модели. Structure также автоматически вычисляет все предопределенные измерения. Состав списка измерений зависит от типа анализа.
Эта глава включает следующие модальные задачи:
mvsm001: оболочечная консольная плита с 2D плоской деформацией
mvsm002: консольная плита с 2D плоским напряжением
mvsm003: твердотельная консольная плита с 2D плоской деформацией
mvms004: 2D осесимметричная радиальная вибрация кольца
mvsm005: 3D радиальная вибрация окружности
mvsm006: консольная клиновидная 3D-плита
mvsm007: консольная цилиндрическая 3D-оболочка
mvsm008: твердотельная клиновидная 3D-плита
mvsm009: 3D плоскостная вибрация креста с шарнирными концами
mvsm010: 3D осесимметричная вибрация кольцевой плиты
mvsm001: оболочечная консольная плита с 2D плоской деформацией
Тип анализа:
Модальный
Тип модели:
2D плоская деформация
Сравнение:
Теоретические результаты
Ссылка:
Roark, R.J., Young, W. "Formula for Stress and Strain" (Роарк Р.Д., Янг В. Формула для напряжения и деформации) (на английском языке). NY: McGraw-Hill Book Co. 1982 г. стр. 576578.
Описание:
Поиск базовой частоты консольной балки плиты, моделируемой как модель плоской деформации.
Спецификации
Тип элемента:
2D-оболочка (1)
Единицы измерения:
Метр Килограмм Секунда
Размеры:
ширина: 2
толщина: 0,01
Свойства материала:
Массовая плотность: 7850
Цена на единицу измерения массы 0
Модуль Юнга: 2e11
Коэффициент Пуассона: 0,3
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 0
Ограничение:
размещенный в точке A: фиксированный по всем степеням свободы
Сравнение данных результатов
Теория
Structure
% Разность
Базовая частота (Hz)
(режим = 1)
2,1393
2,1374
0,08 %
Сходимость %: 0,4 % в частоте
Макс Р: 4
Число уравнений: 12
mvsm002: консольная плита с 2D плоским напряжением
Тип анализа:
Модальный
Тип модели:
2D плоское напряжение
Сравнение:
Теоретические результаты
Ссылка:
Roark, R.J., Young, W. "Formula for Stress and Strain" (Роарк Р.Д., Янг В. Формула для напряжения и деформации) (на английском языке). NY: McGraw-Hill Book Co. 1982 г. стр. 576578.
Описание:
Поиск базовой частоты для поперечной вибрации консольной плиты.
Спецификации
Тип элемента:
2D-плита (1)
Единицы измерения:
Дюйм, фунт, секунда
Размеры:
длина: 36
ширина: 4
толщина: 0,1
Свойства материала:
Массовая плотность: 7,28e4
Цена на единицу измерения массы 0
Модуль Юнга 3e7
Коэффициент Пуассона: 0,3
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 0
Ограничение:
размещенный на кромке A-B: фиксированный в ПеремещX и ПеремещY
Сравнение данных результатов
Теория
Structure
% Разность
Базовая частота (Hz)
(режим = 1)
101,326
100,988
0,33 %
Сходимость %: 0,4 % в частоте
Макс Р: 6
Число уравнений: 42
mvsm003: твердотельная консольная плита с 2D плоской деформацией
Тип анализа:
Модальный
Тип модели:
2D плоская деформация
Сравнение:
Теоретические результаты
Ссылка:
Roark, R.J., Young, W. "Formula for Stress and Strain" (Роарк Р.Д., Янг В. Формула для напряжения и деформации) (на английском языке). NY: McGraw-Hill Book Co. 1982 г. стр.576578.
Описание:
Поиск базовой частоты консольной балки плиты, моделируемой как модель плоской деформации.
Спецификации
Тип элемента:
Твердое 2D-тело (2)
Единицы измерения:
Дюйм, фунт, секунда
Размеры:
длина: 36
ширина: 4
Свойства материала:
Массовая плотность: 7,28e4
Цена на единицу измерения массы 0
Модуль Юнга 3e7
Коэффициент Пуассона: 0,3
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 0
Ограничение:
размещенный на кромке A-B: фиксированный в ПеремещX, ПеремещY и ПоворотZ
Сравнение данных результатов
Теория
Structure
% Разность
Базовая частота (Hz)
(режим = 1)
106,219
106,604
0,36 %
Сходимость %: 0,8 % в частоте
Макс Р: 6
Число уравнений: 42
mvms004: 2D осесимметричная радиальная вибрация кольца
Тип анализа:
Модальный
Тип модели:
2D-осесимметричная
Сравнение:
ANSYS № 67
Ссылка:
Тимошенко С.П., Янг Д.Х. Колебания в инженерном деле. Издание 3-е. NY: D. Van Nostrand Co., Inc. 1955 г., стр. 425, Art. 68.
Описание:
Поиск базовой частоты для радиальной вибрации кольца, моделируемого осесимметрично.
Спецификации
Тип элемента:
твердое 2D-тело (1)
Единицы измерения:
Дюйм, фунт, секунда
Размеры:
Внутренний радиус: 99,075
Наружный радиус: 100,025
Высота: 0,05
Свойства материала:
Массовая плотность: 7,3e4
Цена на единицу измерения массы 0
Модуль Юнга 3e7
Коэффициент Пуассона: 0
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 0
Ограничения:
размещенный на кромке A-B: фиксированный в ПеремещY и ПоворотZ
размещенный на кромке С-D: фиксированный в ПеремещY и ПоворотZ
Сравнение данных результатов
Теория
ANSYS
Structure
% Разность
Радиальная частота (Hz)
(режим = 1)
322,64
322,64
322,64
0,0 %
Сходимость %: 0,0 % в частоте
Макс Р: 2
Число уравнений: 10
mvsm005: 3D радиальная вибрация окружности
Тип анализа:
Модальный
Тип модели:
3D
Сравнение:
Теоретические результаты
Ссылка:
Love, A.E.H. "A Treatise on the Mathematical Theory of Elasticity" (Лав А.Е.Х. Трактат по математической теории упругости) (на английском языке). Издание 4-е. NY: Dover Publications. 1944 г. стр. 452, Art. 293b.
Описание:
Определить первую и вторую модальные частоты для радиальной вибрации окружности, моделируемой как модель на одну четверть.
Спецификации
Тип элемента:
балка (1)
Единицы измерения:
Дюйм, фунт, секунда
Размеры:
радиус: 2
Свойства балки:
Площадь: 0,01
IYY: 1e3
Сдвиг FY: 0,83333
Расстояние изгиба CY: 1
J: 1,008e3
IZZ: 8,33e6
Сдвиг FZ: 0,83333
Расстояние изгиба CZ: 1
Свойства материала:
Массовая плотность: 7,28e4
Цена на единицу измерения массы 0
Модуль Юнга 3e7
Коэффициент Пуассона: 0,3
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 0
Ограничения:
размещенный в точке А: фиксированный по всем степеням свободы, кроме ПеремещX
размещенный в точке B: фиксированный по всем степеням свободы, кроме ПеремещY
Сравнение данных результатов
Теория
Structure
% Разность
Частота (Hz) в режиме 1
625,65
624,43
0,19 %
Частота (Hz) в режиме 2
3393,06
3369,13
0,70 %
Сходимость %: 0,0 % в частоте
Макс Р: 9
Число уравнений: 50
mvsm006: консольная клиновидная 3D-плита
Тип анализа:
Модальный
Тип модели:
3D
Сравнение:
ANSYS № 62
Ссылка:
Тимошенко С.П., Янг Д.Х. Колебания в инженерном деле. 3-е издание NY: D. Van Nostrand Co., Inc. 1955 г. стр. 392, Art. 62.
Описание:
Поиск базовой частоты для поперечной вибрации консольной клиновидной плиты.
Спецификации
Тип элемента:
оболочка (1)
Единицы измерения:
Дюйм, фунт, секунда
Размеры:
длина: 16
ширина: 4
толщина: 1
Свойства материала:
Массовая плотность: 7,28e4
Цена на единицу измерения массы 0
Модуль Юнга 3e7
Коэффициент Пуассона: 0
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 0
Ограничение:
размещенный на кромке A-B: фиксированный по всем степеням свободы
Сравнение данных результатов
Теория
ANSYS
Structure
% Разность
Частота (Hz)
(режим = 1)
259,16
260,99
259,15
0,004 %
Сходимость %: 0,0 % в частоте
Макс Р: 4
Число уравнений: 60
mvsm007: консольная цилиндрическая 3D-оболочка
Тип анализа:
Модальный
Тип модели:
3D
Сравнение:
Теоретические результаты
Ссылка:
Roark, R.J., Young, W. "Formula for Stress and Strain" (Роарк Р.Д., Янг В. Формула для напряжения и деформации) (на английском языке). NY; McGraw-Hill Co. 1982 г. стр. 576.
Описание:
Консольная цилиндрическая оболочка моделируется как полуцилиндр с использованием симметрии. Поиск базовой частоты.
Спецификации
Тип элемента:
оболочка (3)
Единицы измерения:
Дюйм, фунт, секунда
Размеры:
длина: 36
радиус: 1
толщина: 0,1
Свойства материала:
Массовая плотность: 7,28e4
Цена на единицу измерения массы 0
Модуль Юнга 3e7
Коэффициент Пуассона: 0,3
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 0
Ограничение:
размещенный на кромке A-B: фиксированный по всем степеням свободы
размещенный на кромке A-B: фиксированный в ПеремещX, ПоворотY и ПоворотZ
Сравнение данных результатов
Теория
Structure
% Разность
Частота (Hz)
(режим = 1)
62,05
62,125
0,12 %
Сходимость %: 0,4 % в частоте
Макс Р: 6
Число уравнений: 180
mvsm008: твердотельная клиновидная 3D-плита
Тип анализа:
Модальный
Тип модели:
3D
Сравнение:
ANSYS № 62
Ссылка:
Тимошенко С.П., Янг Д.Х. Колебания в инженерном деле. Издание 3-е. NY: D. Van Nostrand Co., Inc. 1955 г. стр. 392, Art. 62.
Описание:
Поиск базовой частоты для поперечной вибрации консольной клиновидной плиты.
Спецификации
Тип элемента:
твердое тело (1)
Единицы измерения:
Дюйм, фунт, секунда
Размеры:
длина: 16
ширина: 4
глубина: 1
Свойства материала:
Массовая плотность: 7,28e–4
Цена на единицу измерения массы 0
Модуль Юнга 3e7
Коэффициент Пуассона: 0
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 0
Ограничение:
размещенный на грани A-B-C-D: фиксированный по всем степеням свободы
Сравнение данных результатов
Теория
ANSYS
Structure
% Разность
Базовая частота (Hz)
(режим = 1)
259,16
260,99
259,24
0,03 %
Сходимость %: 0,0 % в частоте
Макс Р: 4
Число уравнений: 72
mvsm009: 3D плоскостная вибрация креста с шарнирными концами
Тип анализа:
Модальный
Тип модели:
3D
Ссылка:
NAFEMS, SBNFA (ноябрь, 1987 г.), тест 1.
Описание:
Определите с первой по восьмую модальные частоты для внутриплоскостной вибрации креста с осевым шарниром в точках A, B, C и D.
Спецификации
Тип элемента:
балка (4)
Единицы измерения:
Ньютон Метр Секунда
Размеры:
длина: 5
Свойства балки:
Площадь: 0,015625
IYY: 2,0345e–5
Сдвиг FY: 0,83333
Расстояние изгиба CY: 0,0625
J: 4,069e–5
IZZ: 2,0345e–5
Сдвиг FZ: 0,83333
Расстояние изгиба CZ: 0,0625
Свойства материала:
Массовая плотность: 8000
Цена на единицу измерения массы 0
Модуль Юнга: 2e11
Коэффициент Пуассона: 0,3
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 0
Ограничения:
размещенный на точках A,B,C и D: фиксированный в ПеремещX, ПеремещY и ПеремещZ
размещенный на балках A-O, B-O, C-O, D-O: фиксированный в ПеремещZ
Сравнение данных результатов
Теория
Structure
% Разность
Частота (Hz) в режиме 1
11,336
11,312
0,211 %
Частота (Hz) в режимах 2 и 3
17,709
17,636
0,412 %
Частота (Hz) в режиме 4
17,709
17,636
0,412 %
Частота (Hz) в режиме 5
45,345
45,155
0,419 %
Частота (Hz) в режимах 6 и 7
57,390
56,692
1,216 %
Частота (Hz) в режиме 8
57,390
57,001
0,677 %
Сходимость %: 3,4 % в частоте
Макс Р: 8
Число уравнений: 157
mvsm010: 3D осесимметричная вибрация кольцевой плиты
Тип анализа:
Модальный
Тип модели:
3D
Ссылка:
NAFEMS, SBNFA (ноябрь, 1987 г.), тест 53.
Описание:
Определите с первой по пятую модальные частоты для осесимметричной вибрации кольцевой плиты.
Спецификации
Тип элемента:
твердое тело (3)
Единицы измерения:
Ньютон Метр Секунда
Размеры:
внутренний радиус: 1,8
наружный радиус: 6
высота: 0,6
Свойства материала:
Массовая плотность: 8000
Цена на единицу измерения массы 0
Модуль Юнга: 2e11
Коэффициент Пуассона: 0,3
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 0
Ограничения:
Расположение
Степени свободы
ограничение 1
размещенный на поверхностях ABCD, BCNO, ADMP, ABMN, CDPO, MNOP
размещенный в ПеремещT, ПоворотR и ПоворотZ
размещенный на кривой MP:
фиксированный по ПеремещZ
Сравнение данных результатов
Теория
Structure
% Разность
Частота (Hz) модальности 1
18,583
18,550
0,17 %
Частота (Hz) модальности 2
140,15
138,22
1,37 %
Частота (Hz) модальности 3
224,16
224,16
0 %
Частота (Hz) модальности 4
358,29
355,80
0,7 %
Частота (Hz) модальности 5
629,19
620,43
1,4 %
Сходимость %: 1,3 % в частоте
Макс Р: 9
Число уравнений: 1094