Salome-Meca 2018を用いたモーダル解析（SDLV）

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構造物を設計する場合、構造物の固有振動数がどこにあるのか、また、その周波数で強振した場合、どのような形状で強振しているのかが、問題になることがあります。
強振して構造物が破壊した場合、これらの事がわかれば、対策がとれます。
このため、ここで固有振動数と変形の形状を解析する方法（モーダル解析）を示します。

この資料はオープンCAE勉強会＠岐阜で公開されているFS氏ご提供の「SALOME-Mecaの使用法解説：10.0モーダル解析」をSalome-Meca 2018（Code_Aster 13.6）のAsterStudyモジュールを用いて実行しました。

ジオメトリ

幅10mm×高さ20mm×長さ100mmの直方体

材料

  • ヤング率：E=132,000MPa
  • ポアソン比：$\nu$=0.343
  • 密度：$\rho$=8.96e-9 Ton/mm3

拘束条件と荷重条件

境界条件 トポロジ 境界条件の種類 条件
fix 面 変位 DX=DY=DZ=0

解析結果

六面体1次要素、メッシュサイズ5mm、3次の変形図（×10倍表示）を示します。

結果を理論解と比較してみます。
理論計算とCAE解析結果を比較すると、次表のようになります。

区分 1次 2次 3次
CAE解析結果 624 1,214 3,739
理論解 622 1,242 3,885

コマンドファイル

bar100.comm
DEBUT(LANG='EN')

MAIL = LIRE_MAILLAGE(FORMAT='MED',
                     UNITE=20)

MODEL = AFFE_MODELE(AFFE=_F(MODELISATION=('3D', ),
                            PHENOMENE='MECANIQUE',
                            TOUT='OUI'),
                    MAILLAGE=MAIL)

Cu = DEFI_MATERIAU(ELAS=_F(E=132000.0,
                           NU=0.343,
                           RHO=8.96e-09))

CHMAT = AFFE_MATERIAU(AFFE=_F(MATER=(Cu, ),
                              TOUT='OUI'),
                      MAILLAGE=MAIL,
                      MODELE=MODEL)

BLOCAGE = AFFE_CHAR_MECA(DDL_IMPO=_F(DX=0.0,
                                     DY=0.0,
                                     DZ=0.0,
                                     GROUP_MA=('fix', )),
                         MODELE=MODEL)

ASSEMBLAGE(CHAM_MATER=CHMAT,
           CHARGE=(BLOCAGE, ),
           MATR_ASSE=(_F(MATRICE=CO('MASSE'),
                         OPTION='MASS_MECA'),
                      _F(MATRICE=CO('RIGIDITE'),
                         OPTION='RIGI_MECA')),
           MODELE=MODEL,
           NUME_DDL=CO('NUMDDL'))

MODES = CALC_MODES(CALC_FREQ=_F(NMAX_FREQ=5),
                   MATR_MASS=MASSE,
                   MATR_RIGI=RIGIDITE,
                   OPTION='PLUS_PETITE')

MODES = CALC_CHAMP(reuse=MODES,
                   CONTRAINTE=('SIEF_ELGA', ),
                   RESULTAT=MODES)

IMPR_RESU(FORMAT='MED',
          RESU=_F(MAILLAGE=MAIL,
                  RESULTAT=MODES),
          UNITE=80)

FIN()