■例3
<3>梁・棒の振動解析(両端単純支持) (※購入版のみでご利用いただけます)
Fourier級数展開の手法を使って、両端単純支持された長さLの梁が、t=0で初期変位から振動を開始する場合の自由曲げ振動を解析します。(理論式の詳細は、説明書参考文献を参照ください)
弦の振動と違うところは、弦の振動では、弦そのものには復元力はなく、弦の張力によって振動しているのに対して、梁(棒)の振動では、梁(棒)要素の復元力によって振動していることです。
この場合の支配方程式である偏微分方程式は、次で与えられます。
ここで、ρ:密度、S:断面積、EI:曲げ剛性を表わし、外部強制力は働かない場合を考えます。
境界条件として、両端支持と支持の両端でモーメント0、すなわち曲率0であるために、
初期条件:t=0でu(x,t)=f(x)の元に変数分離法を使って解きます。解は、次のように表わされます。
このとき、係数Anは、u(x,0)がf(x)のフーリエSin級数になるように決定されます。
■手順
計算フォームから、”フーリエ変換/偏微分方程式解への応用/梁の振動”を選択します。
関数f(x、t)に方程式の解、計算条件、物性値、境界条件、初期条件を下のように入力。→Calc
計算フォームの式、Σαsinx * cos(A2* (PI()*(i-1)/h)^2*t) は、フーリエ変換してα=Anが求められ、Excelシート上へ数式として展開、逆フーリエ変換して、その時刻の梁の変位分布が求められます。
■計算結果
解析シートとともに、計算結果のグラフが出力されます。
■概要/メニュー/使い方
■プログラム
・関数フィッティング
多項式近似曲線
多項式近似曲面
非線形関数
3次Spline補間曲線 (New)
双3次補間曲面 (New)
コンター図作成 (New)
・積分/表面積・体積
関数の積分
回転体の側面積・体積
・線分長さ
重積分(モンテカルロ法)
表面積計算(3D要素分割)
複雑形状の面積
・方程式の解
連立1次方程式
非線形方程式(1変数)
1階常微分方程式
連立微分方程式
・高階微分方程式
・ベクトル解析
行列計算1
(行列式/逆行列/積)
行列計算2
(固有値/固有ベクトル)
3D座標変換
3D関数
・フーリエ解析
スペクトル解析
偏微分方程式解へ応用
@(熱伝導解析)
A(弦の振動解析)
B(梁の振動解析)
C梁のImpulse加振モード解析)
Dラプラス変換へ応用
・統計解析
ヒストグラム作成(複数)
正規性の検定
相関分析(無相関検定)
区間推定
(母平均/比率)
仮説の検定
(母平均/母比率/適合度)
差の検定
(母平均/母比率/等分散性)
ノンパラメトリック検定
(Wilcoxon検定)
ノンパラメトリック順位相関
(Spearman / Kendall )
順列・組合せ
重回帰分析
・タグチメソッド
静特性
(望目/ゼロ望目/望小/望大)
動特性
・Fileデータ処理
データ検索・抽出・編成
Outlook mailデータ取出し
・シミュレーション
BEM_梁曲げ解析
Potential問題解析
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