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固有値解析時の拘束条件について
- 固有値解析時の拘束条件について検討しています。構造物の固有値解析を行っている際に、足の拘束条件が結果に大きな影響を与えることが分かりました。
- 脚の裏面を完全拘束すると高い固有値が得られる一方で、XYZ固定とZ方向のみ拘束すると非常に低い数値が計算されます。実際の結果に近い値を得るためにはどのような条件が必要なのでしょうか？
- 固有値は拘束無しでもモデルの形状によって決まると聞いていますが、具体的な条件を知りたいです。
- CAE
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気が付かれた通りに、どんな数値解析でも境界条件により結果が異なります。逆に言えば、如何に現実的な条件を与えるかが重要です。 今回のモデルの場合、足ｚ方向のみの固定の場合ピン拘束と呼ばれ足はその固定点を中心に回転が可能となります。従って固定端で足が角度を持つ事が可能になります。逆に完全拘束の場合、固定端で足は角度を持つ事が出来ません。固有モードを表示する機能があると思うので、それで確認すれば一目瞭然です。 ではどちからが現実的かといえば、設計仕様次第です。ボルト固定面での足と地面の設置領域(実質設置平面となる３点の面積)が足の回転を許さない程広ければ完全固定。面積が狭い場合はｚ方向のみ固定が現実的でしょう。つまり足底面の平面度と地面の平面度公差次第かと思います。
別に不思議ではないですが テーブル の上に重りをのせると足は開いて壊れる 足を持っていれば開かずに壊れる この場合の強度は 足を固定しないよりも強い のは当たり前 理解できない場合は力の向きをちゃんと考えましょう 四つの足にアンカーを止めるのなら面拘束で良い（できればピン拘束） ラーメンやトラスなど代表的な構造は覚えておいた方がいいです ラーメン http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A9%E3%83%BC%E3%83%A1%E3%83%B3_(%E9%AA%A8%E7%B5%84) ほかの構造はリンク先から探してください >>現物に対してかなり固有値が上がってしまうのではないかと不安に なってしまい、何か現実に近い数値になる条件は無いかと考え、質問させて 頂きました。 ラーメン構造になるので強度が上がって当然なんですが ボルトで止めているということなので無視するか無視しないかによる 面固定なら動かないものとして無視されている 解析結果は指針でありそれがすべてではありません 解析とはそんなもの すべての事象が計算できるものではありません これは設計全般に言える
拘束条件を変えれば，固有値が変化するのは当然の結果です。 拘束条件＝拘束した点が節となる ということですから，拘束点が節となる振動モードしか出現しません。「固有値はモデルの形状によって決まる」というのは，まあそうでしょうが，実際は何かしらの拘束をしているわけですから，全てのモードが立ち上がるということはないです。 脚を4点とも拘束した場合は，見かけの剛性が上がるので，固有値は高くなりますし，一点を完全拘束・他の脚は一軸拘束なら，上記よりも剛性は下がるのは，感覚的にもお分かりかと思います。 さて，実際の結果に近い値を得るには，「現物に近い拘束条件を設定すること」です。現物があるなら，実際に実験モード解析を行い，その結果を元にして，FEMの拘束条件を変えてみる。というのが最も確実でしょう。 ネジ固定で，かつネジの剛性が脚の剛性よりもはるかに大きいのであれば，4点完全拘束で実施してもいいでしょうが，そうでなければ，ネジもバネとして考えてやる必要があると思います。
お礼
早速の回答ありがとうございます。 残念ながら、現物はありませんので、現実に近い拘束条件を 設定するしかないようです。 おおよその形態ですが、 1m角程度の定盤の四足をM10の六角穴つきボルト(SUS)で 足1点につき、2箇所固定します。 この場合、M10を所定トルクで締めた場合の結束力をバネとして ボルト座面に対して条件付けするということでしょうか？
お礼
回答ありがとうございます。 固定点が多い方が剛性が上がり、固有値が上がるのは感覚的には わかります。 ただ、今回の解析では、四足を完全拘束してしまうと、現物に 対してかなり固有値が上がってしまうのではないかと不安に なってしまい、何か現実に近い数値になる条件は無いかと考え、質問させて 頂きました。 言われてみれば当たり前なんですが、結局は実物の条件にどれだけ近い条件 を与えられるかということなんですね。 正直、その実物の条件がよくわかってません。 その辺りがこの手のソフトを使う上でのノウハウということになるのですね。 合ってなくても条件さえ入れれば、値は返ってきますから、結果の妥当性を きちんと判断できるスキルが必要だということが良くわかりました。