チュートリアル: モード周波数解析

このチュートリアルでは、モード周波数解析を使用して、結果の解釈およびジオメトリの修正について学習します。音叉の最初の基本となる振動モードの周波数(音程)を特定します。次に、製造用モデルで先端の長さを調整して、おおよそ必要なターゲットのピッチになるようにモデルを再解析します。

このチュートリアルの内容

• モード周波数スタディを作成し、音叉の最初の基本となる振動モードの周波数を特定します。

• 解析を実行し、最初の基本となる振動モードを特定し、先端を長くするか短くする必要があるかどうかを決定します。

• 製造用モデルで先端を長くして振動周波数を低くし、解析を再実行して固有振動数が 418 Hz であることを確認します。

• A4 音程 440 Hz を生成するために必要な正確な先端の長さを特定し、ピッチを 440 Hz に調整するために音叉の先端の材料をどの程度削る必要があるかを計算します。

  

  音叉のモード周波数の結果。**

デザイン パラメータ

• 音叉の指定: A4 (440 Hz)

• ターゲット周波数: 必要な音程の約 95%。0.95 * 440 Hz = 418 Hz

  注: 先端の長さが短くなるほど振動周波数が高くなります。最終的なピッチは、先端の終端面を精密に研磨することで得ることができます。したがって、先端は必要な長さよりも若干長くしておく必要があります。5% の研削分は、製造許容差および材料の密度と剛性のばらつきとみなします。粗い切断でフォーク部の振動が標準の音程 A4 より低くなるようにします。そうすることで、追加できないフォーク部を削り、最終的な音程になるようにします。

• 材料: ステンレス鋼 AISI 304

• 拘束の適用なし: 音叉は人の手でゆるく持つ物なので、モデルは拘束されていません。固定拘束は、固有振動数とモード形状に影響します。モデルが拘束されていないため、6 つの剛体振動モードが予期されます。注目すべき点は 7 番目のモードです。

• メッシュ サイズ: メッシュ サイズ 1.2 mm の絶対値を指定します。

• 計算するモードの数: 12

初期ジオメトリ