검증 사례 - 모달 분석
외팔보 모달 분석
문제 설명: 길이 l, 너비 w, 높이 h의 외팔보를 생각해 보십시오. 처음 3개의 벤딩 모드와 고유 진파수를 계산합니다. (시뮬레이션 결과에는 직교 벤딩, 비틀림 및 축 모드가 포함된다는 점을 참고하십시오. 결과 비교는 폐쇄형 해에서 처음 3개의 벤딩 모드와 등가 시뮬레이션 결과를 비교합니다.)
참고 문헌: W. T. Thompson, Theory of Vibration with Applications, 2nd Edition, Prentice-Hall, Inc.,Englewood Cliffs, NJ, 1981, pg. 220
재료 특성
기하학적 특성
영(Young) 계수 E = 70e9 Pa
푸아송 비율 ν = 0.35
밀도 ⍴ = 2700 kg/m^3
l = 4 m
w = 0.346 m
h = 0.346 m
결과 비교 - 기본 위치의 시뮬레이션 품질 슬라이더
결과
목표
Creo Simulate
Ansys Discovery Live
Creo Simulation Live
백분율 오차
주파수 모드 1( Hz)
17.8
17.88
17.8
17.8
0
주파수 모드 3( Hz)
111.5
110.03
108.3
108.2
3.05
주파수 모드 6( Hz)
312.1
320.22
288.6
288.8
8.06
Creo Ansys Simulation에 대한 결과 비교(기본 메쉬)
결과
목표
Ansys AIM
Creo Ansys Simulation
백분율 오차
주파수 모드 1( Hz)
17.8
17.788
17.76
0.22
주파수 모드 3( Hz)
111.5
107.71
107.646
3.58
주파수 모드 6( Hz)
312.1
287.07
287.239
8.79
단순보 모달 분석
문제 설명: 아래 그림과 같이 길이가 80인치이며 균일 단면이 A = 4 in​2인 단순보의 기본 주파수를 파악합니다.
참고 문헌: W. T. Thompson, Vibration Theory and Applications, 2nd Printing, Prentice-Hall, Inc.,Englewood Cliffs, NJ, 1965, pg. 18, ex. 1.5-1
재료 특성
기하학적 특성
영(Young) 계수 E = 3e7 psi
푸아송 비율 ν = 0.3
밀도 ⍴ = 0.2836 lb/in^3
l = 80인치
w = 2인치
h = 2인치
결과 비교 - 기본 위치의 시뮬레이션 품질 슬라이더
(0.125인치의 각인된 면을 구속하여 근사화한 단순 지지대)
결과
목표
Creo Simulate
Ansys Discovery Live
Creo Simulation Live
백분율 오차
주파수 모드 1( Hz)
28.766
28.67
36.88
36.20
20.5
Creo Ansys Simulation에 대한 결과 비교(기본 메쉬)
결과
목표
Ansys AIM
Creo Ansys Simulation
백분율 오차
주파수 모드 1( Hz)
28.766
28.561
29.4
2.15
직사각형 강판의 모달 분석
문제 설명: 세 개의 환원판으로 이루어진 어셈블리에는 구멍의 원통형 서피스에 적용된 원통형 지지대(방사형, 접선 및 축 방향으로 고정)가 있습니다. 처음 6개의 고유 주파수를 파악합니다.
참고 문헌: R. J. Blevins, Formula for Natural Frequency and Mode Shape, Van Nostrand Reinhold Company Inc., 1979, Table 11-2, Case 4, pg. 247
재료 특성
기하학적 특성
영(Young) 계수 E = 2.9008e7 psi
푸아송 비율 ν = 0.3
밀도 ⍴ = 0.28383 lb/in^3
안쪽 환원판의 내부 지름 = 20인치
가운데 환원판의 내부 지름 = 28인치
바깥쪽 환원판의 내부 지름 = 34인치
바깥쪽 환원판의 바깥 지름 = 40인치
모든 환원판의 두께 = 1인치
결과 비교 - 기본 위치의 시뮬레이션 품질 슬라이더
결과
목표
Creo Simulate
Ansys Discovery Live
Creo Simulation Live
백분율 오차
주파수 모드 1( Hz)
310.9
310.92
328.7
329.2
5.55
주파수 모드 2( Hz)
318.1
316.37
334.6
335.0
5.04
주파수 모드 3( Hz)
318.1
316.50
334.6
335.0
5.04
주파수 모드 4( Hz)
351.6
347.80
366.0
366.8
4.14
주파수 모드 5( Hz)
351.6
347.94
367.3
367.5
4.32
주파수 모드 6( Hz)
442.4
436.54
456.4
456.8
3.15
Creo Ansys Simulation에 대한 결과 비교(기본 메쉬 해상도)
결과
목표
Ansys AIM
Creo Ansys Simulation
백분율 오차
주파수 모드 1( Hz)
310.9
310.16
312.296
0.45
주파수 모드 2( Hz)
318.1
315.47
317.835
0.083
주파수 모드 3( Hz)
318.1
315.59
317.847
0.079
주파수 모드 4( Hz)
351.6
346.49
348.842
0.79
주파수 모드 5( Hz)
351.6
346.52
349.174
0.69
주파수 모드 6( Hz)
442.4
434.55
436.896
1.259
직사각형 강판의 모달 분석
문제 설명: 강판의 치수가 길이 6인치, 너비 4인치 및 두께 0.063인치인 고정 지지대가 있는 직사각형 강판을 생각해 보십시오. 고유 주파수 및 모드 형상을 파악합니다.
참고 문헌: R. Blevins, Formula for Natural Frequency and Mode Shape, Van Nostrand Reinhold Company Inc., 1979, Table 11-6
재료 특성
기하학적 특성
영(Young) 계수 E = 1.0e7 psi
푸아송 비율 ν = 0.33
밀도 ⍴ = 0.1 lbm/in^3
길이 = 6인치
너비 = 4인치
두께 = 0.063인치
결과 비교 - 기본 위치의 시뮬레이션 품질 슬라이더
결과
목표
Creo Simulate
Ansys Discovery Live
Creo Simulation Live
백분율 오차
주파수 모드 1( Hz)
1016
1019.35
1123.9
1123
9.52
Creo Ansys Simulation에 대한 결과 비교(기본 메쉬 해상도)
결과
목표
Ansys AIM
Creo Ansys Simulation
백분율 오차
주파수 모드 1( Hz)
1016
1024.2
1024.79
0.86