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
|
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 | |