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固有値解析

固有値解析

本解析の実施には、tutorial/15_eigen_spring のデータを用います。

解析対象

解析対象は、前節の非線形静解析(超弾性その2)と同一のスプリングです。

項目 内容 備考 参照
解析の種別 固有値解析 !SOLUTION, TYPE=EIGEN
節点数 78,771
要素数 46,454
要素タイプ 10節点四面体二次要素 !ELEMENT,TYPE=342
材料物性名 MAT1 !MATERIAL,NAME=MAT1
境界条件 拘束
行列解法 直接法 !SOLVER,METHOD=DIRECT

解析内容

図4.4.1に示す拘束面の変位を拘束し、5次までの固有値解析を実施します。解析制御データを以下に示します。

スプリングの形状

図4.4.1　スプリングの形状

解析制御データ spring.cnt

#  Control File for FISTR
## Analysis Control
!VERSION
 3
!SOLUTION, TYPE=EIGEN
!EIGEN
 5, 1.0E-8, 60
!WRITE,RESULT
!WRITE,VISUAL
## Solver Control
### Boundary Conditon
!BOUNDARY
 XFIX, 1, 1, 0.0
 YFIX, 2, 2, 0.0
 ZFIX, 3, 3, 0.0
### Material
# define in mesh file
### Solver Setting
!SOLVER,METHOD=DIRECT
## Post Control
!VISUAL,metod=PSR
!surface_num=1
!surface 1
!output_type=VTK
!END

解析手順

FrontISTRの実行コマンド fistr1 を実行します。

$ cd FrontISTR/tutorial/15_eigen_spring
$ fistr1 -t 4
(4スレッドで実行)

解析結果

解析結果データファイルspring.res.0.3を用いて、3次の振動モード（スプリングのy方向圧縮伸長）をREVOCAP_PrePostで作成して図4.15.1に示します。 変形倍率を1000としています。また、解析結果の数値データとして、解析結果ログファイルに出力された固有振動数リストを以下に示します。

スプリングの3次振動モード

図4.15.1　スプリングの3次振動モード

解析結果ログ 0.log

 fstr_setup: OK

********************************
*RESULT OF EIGEN VALUE ANALYSIS*
********************************

NUMBER OF ITERATIONS =       47
TOTAL MASS =   3.4184E-06

                   ANGLE       FREQUENCY   PARTICIPATION FACTOR                EFFECTIVE MASS
  NO.  EIGENVALUE  FREQUENCY   (HZ)        X           Y           Z           X           Y           Z
  ---  ----------  ----------  ----------  ----------  ----------  ----------  ----------  ----------  ----------
    1  7.8307E+06  2.7983E+03  4.4537E+02  1.0289E+00 -8.8939E-02 -7.0520E-01  1.3006E-06  9.7176E-09  6.1094E-07
    2  7.8716E+06  2.8056E+03  4.4653E+02  6.9687E-01  1.0755E-01  1.0106E+00  6.1290E-07  1.4598E-08  1.2890E-06
    3  3.2600E+07  5.7097E+03  9.0872E+02  4.8622E-03  1.2364E+00 -7.9172E-02  4.0069E-11  2.5908E-06  1.0624E-08
    4  3.8366E+07  6.1940E+03  9.8581E+02 -2.9654E-02  3.3849E-01 -6.7819E-03  9.8232E-10  1.2799E-07  5.1379E-11
    5  1.2931E+08  1.1372E+04  1.8098E+03  5.1856E-01  4.7604E-02  6.7703E-01  2.8377E-07  2.3915E-09  4.8371E-07

    Iter.#   Eigenvalue    Abs. Residual
    1  7.8307E+06  2.4730E-08
    2  7.8716E+06  1.0144E-08
    3  3.2600E+07  1.9866E-07
    4  3.8366E+07  3.1463E-08
    5  1.2931E+08  2.6103E-07