有限要素法のフリーのソフトウエア を試す

CAEで使われるフリーの有限要素法(FEM)ソフトウエアであるCalculixやOpenfoamを使ってみようとチャレンジしてたその足跡を残す。。。ついでに他のフリーソフトや商用ソフトの無償版にも手を出してみる。

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静解析屋さんのための動解析講座 その49 荷重がないのに自由振動するわけ?

さて、話を動解析に戻します。

以下のような外からの荷重がなくなった後もはりは振動を続けます。

外からの荷重はなくなりましたが、なくならないものがあります。

それは外からの荷重によって与えられたエネルギーです。

これは荷重がなくなった後も、なくなりません。。。
(実現象は減衰してなくなるのですが、今回のシミュレーションでは考慮してませんので)

このエネルギーを持ち続けなければならないので、はりは振動せざるを得ないということになります。

さて、どうせ振動しなければならないのですが、でもできるだけ安定した状態(真ん中で動かない状態)に近い状態にしたいです。

なぜ安定した状態がよいかというと、人間と同じで、物もその方が楽だからです(^^;)
(物理学的にもそうだと私は理解しています。)


ということを前提に、荷重がかかっていない状態の振動を見てみましょう。

まず、変位が正の方向で最大だとしておきます。

真ん中の状態が安定するので、真ん中に向かうように加速度を全力かけます。

真ん中に近づいてくると、加速度を弱め、加速度は真ん中で0になります。

ds091
クリックすると大きくなります

これで止まればよいのですが、この真ん中の状態で、残念ながら速度が0でないのです。。。

速度は最大になっています。

よって真ん中の状態を通過し、反対方向へ変形します。

ds092
クリックすると大きくなります

そうなると、それを阻止すべく加速度が発生して、加速度が最大になったところで変形はとまります。



今度は逆方向に変形しだしまた0の方向へ戻り始めます。

それから先はその繰り返しになります。。。。

本当は0でとまりたいのですが、エネルギーを持っているばかりに、永久にこの行き返りを続けなければなりません。


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  1. 2011/02/07(月) 21:49:57|
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