собственные колебания Частоты собственных колебаний

[LexDee 0]

Доброго времени суток, Уважаемые форумчане! Недавно столкнулся с такой задачей. Есть тонкостенное цилиндрическое тело закрытое с одной стороны (кастрюля по сути). В эту "кастрюлю" ударяется некое тело. Необходимо определить частоты колебаний в результате этого удара и построить соответствующий частотный спектр, как если бы это был реальный удар и в этот момент мы производили запись спектроанализатором. Т.е. по сути на графике должны отображаться все собственные частоты и при этом амплитуда должна быть затухающей. Так вот вопрос можно ли такое сделать в SolidWorks? На данный момент я смог посчитать просто собственные частоты, пробовал приложить силу, однако как построить график ума не приложу, да еще и чтобы он был затухающим. Может кто-то сможет подсказать?

[piden 2 874]

38 minutes ago, LexDee said:

а графике должны отображаться все собственные частоты

Все частоты? Или все-все частоты? Или аж все-все-все?

39 minutes ago, LexDee said:

как если бы это был реальный удар и в этот момент мы производили запись спектроанализатором.

А спертроанализатор с какой частотой записывает? И нужно придумать, в каких точках эти колебания снимать. Получим отклик в этих точках, который нужно будет самостоятельно проспектроанализировать. Короче, надо  по-четче определиться с желаниями)

 

Ну ладно. Есть в справке пример, называется Time History Analysis of a Basketball Hoop. Откуда там значения для демпфирования берутся, вопрос двадцать пятый, конечно.. Но посмотреть можно.

 

 

[vik_q 138]

Интересно, а тело прилипает или отскакивает...

[hr4d 87]

11 час назад, piden сказал:

Все частоты? Или все-все частоты? Или аж все-все-все?

А спертроанализатор с какой частотой записывает? 

Ну кстати это крайне важный момент. Теорему Котельникова никто не отменял. Не зная частоту дискретизации и разрешения по частоте, никогда не получим спектр,  похожий на реальность.

[hr4d 87]

А считать надо транзиент, потом FFT с нужным фильтром и окном (какой выбрать это тоже вопрос).

А демпфирование можно задать от 0.02 до 0.1 и построить набор графиков. 

[karachun 2 038]

Если ударить "сферическую" кастрюлю маленьким "сферическим" молоточком, типа импульсная нагрузка, которую можно заменить силой, то полученный временной отклик будет таким

Затухающая синусоида  

точнее вот так - от нуля

Hide  

не очень информативно, интерес будет представлять только наибольшая амплитуда, и для ее нахождения можно даже не учитывать демпфирование.

Период Т будет зависеть от первой собственной частоты и только от нее. Только бить надо не в узловую точку, а лучше всего в место наибольшей пучности.

Изменено 25 мая 2018 пользователем karachun

[soklakov 1 475]

@karachun  , кастрюля вряд ли закреплена, а у сферической незакрепленной кастрюли так-то форм немного...

[karachun 2 038]

Неправильно выразился, я имел в виду, что конструкция закреплена и характер отклика на кратковременную импульсную нагрузку будет похож и у сложной конструкции и у системы с одной степенью свободы, отклик будет в виде синусоиды. То есть на графике будет видно влияние одной частоты - той, которую возбудили ударом и она может быть не первой - смотря в какие точки прикладывается нагрузка.

[hr4d 87]

19 минут назад, karachun сказал:

Неправильно выразился, я имел в виду, что конструкция закреплена и характер отклика на кратковременную импульсную нагрузку будет похож и у сложной конструкции и у системы с одной степенью свободы, отклик будет в виде синусоиды. То есть на графике будет видно влияние одной частоты - той, которую возбудили ударом и она может быть не первой - смотря в какие точки прикладывается нагрузка.

В реальной жизни практически никогда отклик не будет синусоидой.

У нас в испыталке раньше шутка была про поиск чистого синуса)

Изменено 25 мая 2018 пользователем hr4d

[piden 2 874]

14 hours ago, piden said:

Все частоты? Или все-все частоты? Или аж все-все-все?

Если что, это был толстый намек на выбор шага по времени для динамического расчета.

 

52 minutes ago, karachun said:

то полученный временной отклик будет таким

Та уже вроде получали отклик и дивились его формам:

 

[karachun 2 038]

А как же например камертон - колеблется на одной частоте, или колокол?

[piden 2 874]

2 minutes ago, karachun said:

колеблется на одной частоте, или колокол?

У них просто основной тон хорошо выражен. А обертоны / гармоники тоже имеются. Ведь звук камертона отличается от звука колокола. И от звука простой синусоиды 

[karachun 2 038]

Хмм... Спасибо, узнал для себя новую информацию, пойду проверять на сложной модели.

[karachun 2 038]

Да, в результате получилась "пила". Первая частота - 0,25 Гц.

Показать содержимое  

Hide  

[piden 2 874]

Если в табличном виде скинешь, я тебе даже мп3 запишу, как это звучит)

 

 

Изменено 25 мая 2018 пользователем piden

[LexDee 0]

@vik_q отскакивает. @hr4d в целом да, считать нужно транзиенты вопрос как именно это сделать? а FFT как посчитать вообще ума не приложу. @karachun такой расчет не совсем правильный, потому что при ударе в такую кастрюлю в реальности возникнет не один основной тон, а несколько. По сути как пример можно взять, например, колокол. При ударе он выдаст не одну частоту а множество. Так вот мне нужно сделать тоже самое, только в компьютере. Чтобы была имитация удара, что можно заменить кратковременным воздействием силы (в этом вроде уже разобрался), в результате чего "кастрюля" начала колебаться, выдавая спектр частот, среди которых интересны как раз транзиенты, т.е. как я понимаю пиковые значения по децибелам. А в результате мне нужно получить график зависимости типа такого:

 

 

 

 

ну и визуальное изменение в кастрюле. На данный момент посмотрел урок с баскетбольным кольцом. попробовал отдельно проделать все тоже самое, только, для начала с балкой, но не совсем получилось. Не понимаю как поставить датчик, чтобы по изменениям в нем потом построился график. Но опять же это будет график перемещений, что немного не то.

 

@soklakov кастрюля закреплена с закрытого торца, дном по сути дела. Ну и само собой не сферическая а цилиндрическая.))

11 минуту назад, karachun сказал:

Да, в результате получилась "пила". Первая частота - 0,25 Гц.

Показать содержимое

Hide

это у Вас в солиде получилось так сделать? похоже на то, что мне нужно, только нужно еще чтобы было затухание, что по сути демпфированием достигается как я понимаю.

[AlexKaz 1 822]

А надо ли применять окна? Лучше сравнить с и без.

FFT есть в любом матсофте (matlab, scilab,...). 

Примерчик https://geektimes.com/post/301117/   :))

 

Изменено 25 мая 2018 пользователем AlexKaz

[vik_q 138]

2 hours ago, soklakov said:

@karachun  , кастрюля вряд ли закреплена, а у сферической незакрепленной кастрюли так-то форм немного...

А разве не по количеству степеней свободы?

[soklakov 1 475]

11 минуту назад, vik_q сказал:

А разве не по количеству степеней свободы?

по количеству. 

[karachun 2 038]

@piden Чуть не удалил, и сразу вопрос в целях общего развития - в чем этот звук делается?

@LexDee Это сделано в Femap с решателем NX Nastran, зависимость перемещений от времени , но вообще тут должен справиться любой пакет, в том числе и солид.

Time_response.xls