Attività 2: risoluzione dell'analisi e revisione dei risultati

In questa attività, viene descritto come eseguire l'analisi e visualizzare la mesh, le frequenze naturali e le forme di modalità del diapason per verificarne la frequenza naturale. In questa revisione dei risultati dello Studio 1 - Frequenze modali, verranno eseguite le seguenti operazioni

Verificare la mesh per garantire che vi siano elementi sufficienti nella parte più sottile del diapason
Animare e visualizzare le 12 modalità di vibrazione e individuare quale utilizzare per verificare la frequenza naturale del diapason
Determinare la frequenza naturale della modalità selezionata e confrontarla con la frequenza nominale di 440 Hz per la nota musicale A4
Determinare se il diapason deve essere accorciato o allungato.

Modello di diapason (a sinistra) e Risultato dello spostamento modale totale del diapason per la modalità 1 (a destra).

Prerequisiti

Attività 1 completata.

Passaggi

Risolvere lo studio.
1. Fare clic su (area di lavoro Simulazione > scheda Setup > gruppo Risolvi > Risolvi) per aprire la finestra di dialogo Risolvi.
  
  Nota: Anche se il modello non è vincolato, l'icona di verifica preliminare mostra un segno di spunta verde, ad indicare che non sono presenti avvisi e che è possibile eseguire la risoluzione del modello. Il motivo di ciò è che i modelli di simulazione Frequenze modali non richiedono vincoli; il risolutore è in grado di produrre vibrazioni corpo rigido come modalità di frequenza naturale valide.
2. Fare clic su Risolvi per eseguire l'analisi e chiudere la finestra di dialogo.
3. Al termine dell'analisi, fare clic su Chiudi per chiudere la finestra di dialogo Stato processo.
  Viene aperta automaticamente la scheda Risultati contenente i risultati.
Visualizzare la mesh e controllare che siano presenti almeno quattro elementi attraverso le parti più sottili del diapason.
1. Fare clic su (area di lavoro Simulazione > scheda Risultati > gruppo Termina risultati > Termina risultati) per passare alla scheda Setup. Le linee della mesh sono più facili da vedere su uno sfondo grigio chiaro rispetto al blu scuro del tracciato di contornatura.
2. Nel browser, fare clic su accanto a Mesh per rendere visibile la mesh.
  
  Nota: La dimensione della mesh specificata restituisce come risultato quattro elementi che attraversano la parte più sottile del diapason. Questa è una buona dimensione di elemento per acquisire con precisione la flessione dei denti del diapason.
3. Nel browser, fare clic su accanto a Mesh per nascondere la mesh.
4. Fare clic su (area di lavoro Simulazione > scheda Setup > gruppo Risultati > Risultati simulazione) per tornare alla scheda Risultati.
Animare il risultato Spostamento modale totale per la vibrazione Modalità 1, utilizzando la velocità Più veloce e l'opzione Bidirezionale per dimostrare il ciclo di vibrazione completo.
1. Nell'elenco a discesa Modalità accanto alla legenda del grafico, verificare che sia selezionata la Modalità 1.
2. Fare clic su (area di lavoro Simulazione > scheda Risultati > gruppo Strumenti risultato > Anima) per aprire la finestra di dialogo Anima.
3. Attivare l'opzione Bidirezionale per creare un'animazione sinusoidale ripetuta.
4. Nell'elenco a discesa Velocità, scegliere Più veloce.
5. Fare clic su Riproduci.
  
  Si noti che il diapason non si deforma, ma si traduce solo nella direzione X. La frequenza naturale per le modalità corpo rigido è 0 Hz (o circa 0 Hz).
Mentre l'animazione è in esecuzione, scegliere la modalità di vibrazione successiva dall'elenco a discesa Modalità accanto alla legenda del grafico. Osservare la forma di questa modalità. Ripetere questa operazione per tutte e dodici le modalità di vibrazione.

Per ogni modalità, osservare il movimento della maniglia. Le modalità che comportano un importante movimento assiale, radiale o di torsione della maniglia non possono essere sostenute. Queste modalità si estinguono rapidamente quando una persona tiene in mano il diapason.

I risultati della Modalità 12 dovrebbero essere simili a quelli riportati nella seguente immagine:

Si noti che la maggiore intensità di spostamento per la Modalità 12 avviene nella parte inferiore della maniglia, nella direzione +/- X. Immaginando una persona che tiene in mano il diapason, questa modalità di vibrazione si estinguerà quasi immediatamente.
Individuare la migliore modalità di vibrazione per sintonizzare il diapason, attivarla e determinarne la relativa frequenza naturale. Occorre individuare la modalità che ha il movimento più piccolo della maniglia del diapason.
1. Esaminare tutte le modalità di vibrazione dall'elenco a discesa Modalità accanto alla legenda del grafico e identificare quelle che presentano il minore movimento alla base della maniglia.
  
  Solo la Modalità 7 e la Modalità 11 hanno un movimento minimo della maniglia. Tra le dodici modalità calcolate, queste sono le uniche due che possono essere sostenute quando una persona tiene in mano il diapason. Entrambe implicano un leggero movimento assiale (traslazione Y) in corrispondenza della maniglia.
  Il movimento assiale relativo è maggiore nella Modalità 11 e nella Modalità 7; questo vuole dire che la vibrazione della Modalità 11 si estinguerà più rapidamente rispetto alla Modalità 7 (la modalità di vibrazione fondamentale).
2. Dall'elenco a discesa Modalità accanto alla legenda del grafico, selezionare Modalità 7.
  
  L’aspetto del modello è simile a quello riportato nell'immagine:
3. Nella finestra di dialogo Anima, fare clic su OK per interrompere l'animazione e chiudere la finestra di dialogo.
4. Nell'elenco a discesa Modalità accanto alla legenda del grafico, osservare la frequenza per la Modalità 7.
  
  La frequenza naturale per la Modalità 7 è 471 Hz, ossia circa il 7% in più rispetto alla frequenza nominale di 440 Hz per la nota musicale A4. Si ricorda che l'obiettivo è produrre un tono di 418 HZ, cioè un tono 5% inferiore rispetto alla nota A4. Per ridurre la frequenza naturale di questa modalità, occorre allungare i denti del diapason.

Riepilogo attività 2

In questa attività, è stato necessario eseguire un'analisi ed esaminato i risultati. Per verificare la frequenza naturale del diapason, è stato necessario eseguire le seguenti operazioni

Controllare che la mesh abbia un numero sufficiente di elementi attraverso la parte più sottile
Animare le viste delle 12 modalità di vibrazione per individuare la modalità da utilizzare per verificare la frequenza naturale del diapason
Determinare la frequenza naturale della modalità selezionata
Determinare la necessità o meno di allungare il diapason.