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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モーダル法過渡応答の原理の基本

モーダル解析はなぜ時間が短くなるのかを考えていきたいのですが、

そのためには、どうしても

モーダル解析の理論展開

が必要になります。。。

実験モード解析を行ってある程度理解していれば、シミュレーションとの関連が理解しやすいのですが、

シミュレーション専門で行っている方はなかなかそういう機会がないでしょう。

(私も少しばかりしか経験ないですが(^^;)

そこで、ここではあくまでも考え方の入り口を紹介して、専門的を読むときに入りやすくできればな、と思っています。


振動の評価では、

モード解析

と言う手法が用いられます。

これは、シミュレーションだけではなく実験評価手法も同じ理論体系を使います。


で、結論から言うと

「どんな振動形状も固有モード形状の和で表すことができる」

つまり、たとえば、振動しているはりが、ある時間において

片もち梁が以下のような変形になっていたとします。

ds461

これはモード1の形状をA倍したものと、

ds462

と、モード2の形状(モード1の方向違いだけですが)の変形をB倍したものと

ds463

モード3の形状をC倍したものと

ds464

とモード4の形状を(以下略)



(無限に続く)

ということです。

モーダル過渡応答解析では、これを利用しています。

ある時間の変形は、各モード形状をそれぞれ何倍かしたものを足し合わせて結果の形状にしていると言うことです。

これと同じようなことを前にも行いましたよね。。。

そうFFTのときも似たようなことをしました。

FFTのときは、

縦軸が変形量、横軸が時間

のグラフを

周波数の異なる正弦波

に分解しました。


モーダル解析の場合は

3次元的な変形を

モード形状

に分解しています。

このように振動を解析する鍵は

わかりやすい波形に分解する

ということにあります。


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  1. 2012/05/31(木) 23:37:07|
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