La première fréquence naturelle d'un système masse-ressort

Considérons la masse par ressorts.

Modèle éléments finis avec contraintes

La longueur de l'arête de cube est L. Soit L égale à 0.1 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 M du cube est calculé par la formule suivante:
M= ρ L3
Donc, M = 7.8 kg.
La raideur du ressort est k = 1000 N/m .
Solution analytique de ce problème est donnée par la formule suivante:

Donc, f = 1.802 Hz

Après avoir effectué le calcul à l'aide de AutoFEM, le résultat suivant est obtenu:

Tableau 1. Paramètres de maillage éléments finis

Type d'élément fini

Nombre de nœuds

Nombre d'éléments finis

tétraèdre quadratique

300

1117

Tableau 2. Résultat "Fréquence"*

Solution numérique
Fréquence f*, Hz

Solution analytique
Fréquence f, Hz

Erreur δ = 100%*| f* - f| / | f |

1.802

1.802

0.00

 

 

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

 

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