Fréquence de vibration axiale et transversale d'une poutre avec un poids

Considérons la poutre en porte à faux, l'extrémité droite de ce qui est sous le poids.

La longueur de la poutre est L. La section transversale de la poutre est un rectangle de largeur b et de hauteur h. La masse du poids est M. La masse spécifique de la poutre est m.
m = ρ F,
F = b h, ρ est la masse volumique du matériau de la poutre.

Le modèle éléments finis avec des charges et des contraintes

Soit L est égale à 0,5 m, b est égal à 0,02 m, h est égal à 0,05 m.
Les propriétés du matériau sont: le module d'Young E = 2.1E+011 , coefficient de Poisson ν=0.28, la densité ρ = 7800 kg / m3.
La masse de poids M est égal à 2.m.L kg (i.e. 7.8 kg).
Solution analytique of this problem is given by the following formulas:
a) la fréquence de vibration axiale

b) la fréquence de vibration transversal
,
.
Donc, fA = 1078.962 Hz , fT = 22.092 Hz.

Après avoir effectué le calcul à l'aide de AutoFEM, les résultats suivants sont obtenus:

Tableau 1. Paramètres de maillage éléments finis

Type d'élément fini

Nombre de nœuds

Nombre d'éléments finis

tétraèdre quadratique

2173

8719

Tableau 2. Résultat "Fréquence"*

Solution numérique
Fréquence f*, Hz

Solution analytique
Fréquence f, Hz

Erreur δ = 100%*| fi* - fi| / | fi |

22.235

22.092

0.65

1080.013

1078.962

0.002

 

 

*Les résultats des tests numériques dépendent du maillage éléments finis et peuvent différer légèrement de celles indiquées dans le tableau.

 

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