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CAE:モーダル解析①

更新日:2022年12月21日

自動車部品はエンジンによる振動、走行による振動と振動している環境下で使用されることが多いです。もし、外部の振動により自動車部品に共振が発生した場合、異音や破損が発生する可能性があります。

そのため、製品設計を行う際には事前にCAEによるモーダル解析(固有値解析)を行い

設計部品が使用環境振動数よりも高い固有値であることを確認しておく必要があります。

固有値は以下の式で決定されます。

この式では製品剛性が高いほど、質量が高いほど、質量が軽いほど固有値が高くなることがわかります。

では、具体的にどうすれば剛性が上がるのでしょうか?

以下にCAEでの検証結果を紹介します。

単純な平板モデルに対して一般的なポリエチレンの物性を入力します

もし、このモデルの拘束点が1カ所だった場合、固有値は25.931Hzとなります。

では、穴2カ所で拘束すると、固有値は194.14Hzとなります。

上記より、拘束点を増やすことは製品剛性を上げることとなり、固有値を上げることが出来ます。制約上、使用材料や製品形状を変更できない場合は拘束点を増やすことが最もリーズナブルな対策と言えます。


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