Lernprogramm: Modalfrequenzanalyse

In diesem Lernprogramm werden Modalfrequenz-Analysen verwendet, damit Sie praktische Erfahrungen bei der Ergebnisauswertung und beim Ändern von Geometrie sammeln. Sie bestimmen die Frequenz (Tonhöhe) des ersten grundlegenden Schwingungsmodus für eine Stimmgabel. Anschließend passen Sie die Länge der Zinken im Produktionsmodell an und analysieren das Modell erneut, um die gewünschte Zieltonhöhe annähernd zu erreichen.

Aufgaben in diesem Lernprogramm

• Erstellen Sie eine Modalfrequenz-Studie, um die Frequenz des ersten grundlegenden Schwingungsmodus für eine Stimmgabel zu bestimmen,

• Führen Sie die Analyse durch, identifizieren Sie den ersten grundlegenden Schwingungsmodus, und bestimmen Sie, ob die Zinken verkürzt oder verlängert werden müssen,

• Verlängern Sie die Zinken im Produktionsmodell, senken die Schwingungsfrequenz, wiederholen die Analyse und stellen sicher, dass die Eigenfrequenz 418 Hz ist,

• Bestimmen Sie die exakte Zinkenlänge, die erforderlich ist, um eine A4-Tonhöhe von 440 Hz zu erzeugen, und berechnen Sie, wie viel Material an den Enden der Rohzinken der Stimmgabel abgetragen werden muss, um eine Tonhöhe von 440 Hz zu erreichen.

  

  Modalfrequenzergebnis für eine Stimmgabel.

Konstruktionsparameter

• Bezeichnung der Stimmgabel: A4 (440 Hz)

• Zielfrequenz: Etwa 95 % der gewünschten Tonhöhe. 0.95 * 440 Hz = 418 Hz

  Anmerkung: Die Vibrationsfrequenz erhöht sich, wenn die Zinken verkürzt werden. Die Zieltonhöhe wird präzise erreicht, wenn Material an den Enden der Zinken abgeschliffen wird. Daher müssen die Zinken zunächst etwas länger als erforderlich sein. Mit diesen 5 % Schleifrohteil werden Variationen bei Fertigungstoleranzen sowie Materialdichte und -steifheit berücksichtigt. Dadurch wird sichergestellt, dass der Rohschnitt der Stimmgabel auf einer Tonhöhe vibriert, die unter der standardmäßigen A4-Tonhöhe liegt. Daher muss Material von der Stimmgabel entfernt und niemals hinzugefügt werden, um die endgültige Tonhöhe zu erreichen.

• Material: Edelstahl AISI 304

• Keine Abhängigkeiten angewendet: Da eine Stimmgabel lose in der Hand einer Person liegt, ist das Modell nicht abhängig Festgelegte Abhängigkeiten würden sich auf die resultierenden Eigenfrequenzen und Modusformen auswirken. Da das Modell keine Abhängigkeiten besitzt, werden sechs Starrkörper-Schwingungsmodi erwartet. Wir erwarten, dass der siebte Modus von Interesse sein wird.

• Netzgröße: Geben Sie eine absolute Netzgröße von 1.2 mm an.

• Anzahl der zu berechnenden Modi: 12

Anfängliche Geometrie