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この問題は次の資料を参考にして作成されています:
I. S. Tuba and W. B. Wright, Pressure Vessel and Piping 1972 Computer Programs Verification An Aid To Developers and Users, The American Society of Mechanical Engineers, New York, 1972. Problems 6 and 2.
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動的解析に密接に関連ある事柄についてのみ説明しています。
この例題では、最初に固有振動数について、次に構造物の上部節点 8 と 13 に調和振動荷重についての解析を説明します。
モデルを作成し、配管スプレッドシートの材料の密度をゼロに設定します。すべての重量は集中質量で入力します。ベンドは入力せずに、直管要素だけを入力します。
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部材特性 (Member Properties) |
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管外径 (Pipe Outside Diameter) |
2.375 in. |
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管肉厚 (Pipe Wall Thickness) |
0.154 in. |
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縦弾性係数 (Elastic Modulus) |
27.9E+06 psi |
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ポアソン比 (Poisson's Ratio) |
0.3 |
静的解析を実行し、CAESAR II ツールバーの 動的解析 (Dynamic Analysis)
をクリックします。動的解析 (Dynamic Analysis) ダイアログが表示されます。
集中質量 (Lumped Masses) タブで、付加質量を追加したり、自由度を削除したりできます。大きなシステムの固有値解析では、不要な自由度の消去は計算速度を高める上で重要な操作になります。通常、質量は付加する必要も消去する必要もありません。配管、液体、および断熱材の質量は CAESAR II によって自動的に計算され、必要な質量は追加されます。現在の例題では、配管の重量がゼロであり、すべての質量は集中質量として指定されます。
次に 制御パラメータ (Control Parameters) タブで、以下のようにパラメータを修正します:
振動数カットオフ (Frequency Cutoff) (Hz) をゼロにして無効にし、計算された固有値の最大次数 (Max. No. Eigenvalues Calculated) (0 - 使用不可) は、最初の 5個の固有振動数が得られるように設定します。
解析実行 (Run the Analysis) 
をクリックします。固有値解析が終了すると、計算された固有振動数が下図のように表示されます。
動的解析出力プロセッサ (Dynamic Output Processor) を閉じます。
メインウィンドウのリボンで、出力 (Output) > アニメーション (Animations) > モード形状 (Mode Shapes) をクリックして、5つの振動モードをアニメーションで確認します。最初のモードは X軸に沿って振動します。2次の振動モードは Z軸に直角で、3次の振動モードは Y軸周りのねじれ振動です。その次の 2つの振動モードは 1次から 3次までの組み合わせになっています。