振動解析における回転系座標についての検証を行う。
X=100,Y=10,Z=20の片持ち梁を作成。画像奥側が固定面。
細かい条件については、根本の卒論日誌:片持ち梁の振動解析(ソリッド要素)と同じ。
振動モード | 解析値(Hz) |
水平一次 | 20.8188 |
鉛直一次 | 39.9531 |
水平二次 | 124.4 |
ねじれ | 145.725 |
鉛直二次 | 213.841 |
等方性から、材料条件のみを変更。
ihou = DEFI_MATERIAU( ELAS_ORTH=_F( E_L=6000.0, E_N=240.0, E_T=240.0, G_LN=400.0, G_LT=400.0, G_TN=400.0, NU_LN=0.016, NU_LT=0.016, NU_TN=0.016, RHO=3.8e-07 )
振動モード | 解析値(Hz) |
水平一次 | 19.7614 |
鉛直一次 | 35.8196 |
ねじれ | 64.7791 |
水平二次 | 104.701 |
鉛直二次 | 148.822 |
梁を回転させて、かつ回転座標を適用させる。
材料設定について、上のELAS_ORTHをそのまま適用。
回転座標については
AFFE_CARA_ELEM > MASSIF > ANGL_REP 入力欄を3つ作成し、それぞれがX,Y,Zに対応している。 それぞれの軸回りでいくら回転させるかを入力。 ex)今回の場合、Y軸を90度回転させるので、1番目に0、2番目に90、3番目に0を入力
振動モード | 解析値(Hz) |
水平一次 | 19.7614 |
鉛直一次 | 35.8196 |
ねじれ | 64.7791 |
水平二次 | 104.701 |
鉛直二次 | 148.822 |
回転座標を適用する前と同じ結果になったため、ANGL_REPで回転座標を適用できるといえる。
片持ち梁の場合は、ANGL_REPでの回転座標適用は有効だと考えられる。
次に、同じくX=100,Y=10,Z=20で単純梁を作成。
固定方法については、Salome-Meca演習_単純梁のジオメトリの作成と同じ。
材料設定は片持ち梁と同じ。
振動モード | 解析値(Hz) |
水平一次 | 128.488 |
鉛直一次 | 157.321 |
ねじれ | 233.374 |
水平二次 | 349.164 |
ねじれ | 447.339 |
固定箇所が回転しているように見えるが、確認したところ回転していなかった。
材料設定は片持ち梁と同じ。
振動モード | 解析値(Hz) |
ねじれ | 75.3159 |
水平一次 | 88.7695 |
鉛直一次 | 110.323 |
ねじれ | 163.276 |
水平二次 | 200.492 |
片持ち梁と同様に梁を回転させ、ANGL_REPを適用させる。
振動モード | 解析値(Hz) |
ねじれ | 75.7328 |
水平一次 | 89.0501 |
鉛直一次 | 110.629 |
ねじれ | 163.634 |
水平二次 | 201.511 |
回転前と少しだけ振動数が違う。
回転前解析値(Hz) | 回転後解析値(Hz) |
75.3159 | 75.7328 |
88.7695 | 89.0501 |
110.323 | 110.629 |
163.276 | 163.634 |
200.492 | 201.511 |
ANGL_REPが正しく適用されていない可能性もあるため、比較用に回転前の梁(X軸方向が長軸)に回転座標を適用させてみる。
振動モード | 解析値(Hz) |
水平一次 | 30.0518 |
鉛直一次 | 33.695 |
水平二次 | 82.913 |
鉛直二次 | 115.306 |
ねじれ | 120.604 |
異方性を持たせて回転なしのときと、異方性+回転+回転座標適用のときとも違う結果になったため、 これを見る限り、回転座標は適用されているようだ。
単純梁の場合は、ANGL_REPでの回転座標適用は有効だと考えられるが、 回転前と後で少しだけ振動数が違った。
考えられる原因としては、単純梁は線要素での固定であるため、片持ち梁のような面要素での固定よりも 固定部分の周りが動きやすいことから、
その違いが振動数となって現れた可能性は考えられる。