对于solidworks的频率分析及频率分析需要分析到多少阶,前面的内容中做了简单的介绍。

SW频率分析流程-琴弦频率与张力的关系
模态分析是什么意思?模态分析一般做到几阶?

模态是什么? 当一个结构受到外力冲击时就会发生振动,如果这个冲击力的冲击频率和结构的固有频率接近,那么这个结...

推荐 2022-06-21

下面,猫亮设计用琴弦为例子来介绍一下solidworks中频率分析的基本流程及张力对琴弦频率的影响关系。

频率分析基本要求

频率分析属于线性分析,在频率分析中不允许存在材料非线性(不能使用弹塑性材料、超弹性材料等)、接触非线性(接触关系)、几何非线性(大变形不允许存在)。

在处理一个装配体模型的频率分析问题时,我们需要注意将零件之间接触的交互关系更改为接合关系来消除非线性计算。

琴弦频率分析

建模

对琴弦进行频率分析,我们首先要对琴弦建模,首先绘制一个直径0.5mm的圆形草图,然后使用凸台拉伸命令,拉伸长度200mm。

琴弦频率分析

频率分析

打开simulation,新建一个频率分析算例。

琴弦频率分析由于前面建立的是一个又细又长的实体模型,如果我们采用实体单元来划分单元格,单元格的尺寸就要以截面尺寸来定,最后划分的单元格数量比较庞大,不利于计算。

这里,我们采用梁单元来简化这个模型,在零件上使用鼠标右键选择视为横梁,采用梁单元来对这个模型划分单元格。

琴弦频率分析

注意:在梁单元的设置中,我们要选择梁单元,不能使用杆单元,因为杆单元只有拉伸和压缩这两个方向的自由度,不能用于频率分析计算。

琴弦频率分析

两端固定约束的频率分析

使用夹具,选择固定几何体,由于前面采用的是梁单元,我们只能选择两端的节点固定。

琴弦频率分析

在频率的属性设置中,将频率数更改为10,选择计算前十阶的固有频率。

琴弦频率分析

采用默认网格划分单元格后,开始计算。

计算完成后,在结果中选择列出质量参与,从质量参与来看在X方向上的质量参与总和可以忽略,说明在X方向(轴线)上琴弦没有相应的振型,振动主要发生在Y和Z方向上。其中1,2阶、3,4阶、5,6阶、7,8阶、9,10阶的固有频率相同,质量参与的方向在Y和Z方向上互换,说明这几阶虽然固有频率相同,但是振型不同。如果你从数据上不能理解,可以在左侧振幅处将振幅的动画打开进行对比。

琴弦频率分析

张力下的频率分析

在实际使用中,琴弦都有一定的预紧力,为了能够调出不同的音色,琴弦除了粗细不同,长短及张力也不同。

使用时间比较久的琴弦会因为琴弦发生塑性变形,张力降低,频率会发生改变,音调就会发生变化,因此每隔一段时间就需要找调音师对琴弦进行调校。

为了验证张力对琴弦频率的影响,我们将前面的边界条件变更一下,将右侧的固定约束取消,取而代之的是对右侧施加一个100N的拉力,然后重新进行计算。

计算完成后查看结果,此时琴弦的固有频率发生了改变,由于拉力的增加提高了琴弦的整体刚度,所以琴弦的固有频率提高了,琴弦的音调也相应的发生改变。

琴弦频率分析

以上是solidworks关于琴弦频率与张力的关系的频率简要分析流程,从这个例子可以让我们直观的感受到频率是什么及在频率分析中哪些因素需要考虑。