Vibrazione di un anello a sezione quadrata

Consideriamo un anello di sezione circolare. Il  raggio R dell'anelo  è 1 m.

La sezione trasversale è quadrata e considerevolmente inferiore al raggio R. La lunghezza del lato del quadrato è uguale 0,050 m.

Spostamenti lungo la normale dell'anello sono limitati. Nel piano sono inoltre limitate le rotazioni.

Il modello ad elementi finiti con restrizioni

Le proprietà del materiale sono: il modulo di Young E = 2.0E + 011 Pа, coefficiente di Poisson ν=0.29, la densità ρ = 7900 kg / m3.
Soluzione analitica di questo problema è data da:
, .
Perciò, f2 = 31.015 Hz , f3 = 87.723 Hz , f4 = 168.201 Hz, f5 = 272.017 Hz.

Dopo aver effettuato il calcolo con l'aiuto di AutoFEM, i seguenti risultati sono stati ottenuti*:

Tabella 1.Parametri della mesh ad elementi finiti

Tipo di Elemento Finito

Numero di Nodi

Numero di Elementi Finiti

triangolo lineare

2724

1106

Tabella 2. Risultato "Frequenza"*

Frequenza (soluzione numerica) fi*, Hz

Frequenza (soluzione analitica) fi, Hz

Errore δ = 100%*| fi* - fi| / | fi |

30.982

31.015

0.11

86.460

87.723

1.44

167.232

168.201

0.58

269.493

272.017

0.93

 

 

*I risultati dei test numerici dipendono dagli elementi finiti della maglia e possono differire leggermente da quelli indicati nella tabella

 

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