Her yapı, doğal veya rezonans frekansları adı verilen belirli frekanslarda titreşim yapma eğilimine sahiptir. Her doğal frekans, mod şekli adı verilen ve modelin söz konusu frekansta almaya çalıştığı belirli bir şekille ilişkilendirilir.
Yapı kendi doğal frekanslarından biriyle çakışan bir frekansa sahip dinamik yük tarafından düzgün bir şekilde uyarıldığında, yapıda büyük yer değiştirmeler ve gerilimler meydana gelir. Bu olguya rezonans adı verilir. Sönümlemesiz sistemlerde, rezonans teorik olarak sonsuz harekete neden olur. Bununla birlikte sönümleme, rezonans yüklerinin yapılarda meydana getirdiği tepkiyi sınırlandırır.
Tasarımınız dinamik ortamlara maruz kalıyorsa tepkiyi değerlendirmek için statik etütler kullanılamaz. Frekans etütleri, rezonansı önlemenize ve titreşim izolasyon sistemleri tasarlamanıza yardımcı olabilir. Bunlar ayrıca, bir sistemin dinamik ortama tepkisinin, analizde göz önünde bulundurulan modların katkılarının toplamına eşit olduğu varsayılan doğrusal dinamik sistemlerin tepkisini değerlendirmede kullanılabilecek bir zemin teşkil eder.
Bazı cihazların tasarımında rezonans istenilen bir durumdur.
Gerçek bir model, sonsuz sayıda doğal frekansa sahiptir. Bununla birlikte bir sonlu eleman modeli, modelde göz önünde bulundurulan serbestlik derecesi sayısına eşit olan sonlu sayıda doğal frekansa sahiptir. Çoğu uygulama için sadece ilk birkaç moda ihtiyaç duyulur.
Doğal frekanslar ve karşılık gelen mod şekilleri geometriye, malzeme özelliklerine ve destek koşullarına bağlıdır. Doğal frekans ve mod şekillerinin hesaplanması modal, frekans ve normal mod analizi olarak bilinir.
Video: Örnek Mod Şekilleri (sadece iki kısa kenarından desteklenen bir dikdörtgen levhanın ilk birkaç modunun animasyonu).
Yüklerin Frekans Analizi Üzerindeki Etkisi
Bir modelin geometrisini kurarken bunu genellikle modelin orijinal (deforme olmayan) şekline dayanarak oluşturursunuz. Yapının kendi ağırlığı gibi bazı yükler daima mevcuttur ve yapının şekli ve modal özellikleri üzerinde önemli etkiler doğurabilir. Pek çok durumda, ortaya çıkan sapmaların küçük olması nedeniyle bu etki yok sayılabilir.
Yükler bir gövdenin modal özelliklerini etkiler. Genel olarak, sıkıştırma yükleri rezonans frekanslarını azaltırken çekme yükleri bunları artırır. Bu gerçek, bir keman teli üzerindeki gerilme değeri değiştirilerek kolaylıkla ortaya konabilir. Gerilme ne kadar yüksek olursa, frekans da (ton) o kadar yüksek olur.
Bir frekans etüdü için hiçbir yük tanımlamanız gerekmez fakat bunu yaparsanız yüklerin etkisi göz önünde bulundurulacaktır.
Yüklemenin rezonans frekansları üzerindeki etkisini dahil etmek için Doğrudan Seyrek çözücüyü kullanmalısınız. Çözücü seçeneğiniz Otomatik olarak ayarlandığında, bir frekans etüdü için yükler tanımlanırsa Doğrudan Seyrek çözücü kullanılır.
Dinamik Yükler
Dinamik yükler ve taban uyarımları kaynaklı tepkiyi hesaplamak için doğrusal dinamik etütleri kullanın.
Frekanslardaki yüklerin ve mod şekillerinin etkisi, doğrusal dinamik etütler kullanılırken dikkate alınmaz. Bunların hesaplaması, gerilimsiz bir model durumuna dayanır. Modelin modal karakteristiklerini değiştirebilecek olası gerilim birikimi ve gerilim azalmasını dikkate almak yerine, bir Doğrusal Olmayan Dinamik etüt tanımlamanız önerilir.