解析作業

A164 片持ち梁 モーダル動解析

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CalculiXを用いて動的な梁の計算を行ってみました。(モーダル応答)
A160_0は直接法ですが、こちらはモーダル法になります。

対象 片持ち梁 ビーム要素 (参照元 A160_0 片持ち梁の解析 動解析 )

モデル化 : FreeCADにてモデル化 

計算ソルバー : CalculiX(2.16)

条件 : 計算シートの内容に準拠(K052 片持ち梁 曲げについて 計算

梁断面 10㎜×10㎜ ヤング率 210000MPaとしている。

密度 7.9e-9 ton/mm^3

拘束 左端を完全固定

荷重 右端に下向きZ1000Nをに設定

減衰 なしにしています。

解析時間:全時間 0.005秒
     結果出力間隔 0.0001秒
     モーダル法による

注記:モーダル応答についても直接法と同様にビームで作業を行おうとしましたが、うまく計算が実行できませんでした。ひとまず、ソリッド要素(四面体)で実施しています。

結果

モーダル応答解析 CalculiX
モーダル応答解析

ビーム要素
項目
たわみ量 3.73 mm
応力(成分からミーゼス計算) 1371.65 MPa

衝撃荷重として扱われているので、変位の結果についてはおよそ一致しています。(目標値1.9×2 = 3.8mm)応力についても許容範囲でしょうか。(目標値1200MPa)

補足

左端の固定端での応力と右端の節点変位のグラフになります。
1周期はおおよそ1次固有値と一致します。(1/1.2e-3 = 833Hz)

参考:K061 衝撃荷重の計算

サンプルファイル(ビーム要素) solid_beam_modal.inp

作業(テキスト修正)

A160_0 片持ち梁の解析 動解析のビームモデルから以下のように変更します。
以下の変更箇所は、解析設定に関する部分だけです。(ビームとソリッドの違いは省いています)

**固有値解析の実行 1729行 ~ 1732行
*STEP
*FREQUENCY,SOLVER=ARPACK,STORAGE=YES
20,
*END STEP

**モーダル解析の設定
*STEP
*MODAL DYNAMIC
0.0001,0.005

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