Her yapı doğal frekansa sahiptir. Doğal frekans genel olarak yapının titreşime gösterdiği eğilim frekansıdır.
Frekans Analizi işlemleri için Newton’un temel dinamik denklemi içerisinde sönümleme ve kuvvet 0 kabul edilerek hesaplama gerçekleştirilir. Böylelikle denklemde kütle, ivme ve sertlik konum değişkenleri oluşur. Bu nedenle bir yapının frekansı, titreşimi o yapının sertlik ve kütlesi ile ilişkilidir.
Frekans, titreşim ve analizi ile bilgi için aşağıdaki makalemizi inceleyebilirsiniz.
Makinede Titreşimler-Doğal Frekans
Bu makalemizde bir fanın kanadını ele alarak frekans analizi gerçekleştirilecektir. Kanat için frekans değerleri irdelenecektir. Çıkan frekans değerleri ile fanın dönme hızı kıyaslanarak sonuç yorumlanacaktır.
Model, alüminyum malzeme ile imal edilmiştir. Alüminyum 1060 Alaşım kullanılmıştır. İlgili malzemenin özellikleri aşağıdaki görselde yer almaktadır.
Fan kanadı dönme noktası olan orta noktasından sabitlenmiştir.
Kanada bir kuvvet uygulanmamıştır. Sadece sabitleme verilerek kanadın frekans davranışı incelenmiştir.
Fan kanadı katı model olması sebebiyle hacim eleman kullanılarak mesh gerçekleştirilmiştir. Yüksek kalite mesh uygulanmıştır. 16,386 düğüm(node), 8,435 eleman ile mesh atılmıştır. Mesh detayları aşağıdaki görselde gösterilmiştir.
Analiz unsur ağacında analiz başlığına sağ tıklayarak “Özellikler” kısmına girilerek Çözücü tipi ve frekans mod sayısı, üst sınır ve yakın frekans hesaplama seçenekleri düzenlenebilmektedir. Bu analiz için aşağıdaki görseldeki gibi ayarlama gerçekleştirilmiştir.
Frekans analizi çözüm sonrası frekans değerleri aşağıdaki gibi listelenmiştir. Bu liste Analiz unsur ağacında “Sonuçlar” kısına sağ tıklayıp “Rezonans Frekanslarını Listele” denilerek çıkartılmaktadır.
Analiz özellikleri içinde belirlenen 5 mod için frekanslar analiz çözümleme sonucunda listelenmiştir. Burada özellikler kısmından mod sayısı arttırılarak daha yüksek frekanslarda modelin durumu gözlemlenebilmektedir.
Fan modeli için bu sonuçları yorumlamak adına fanın dönme hızı Devir/Dakika(RPM) değeri Hertz değerine dönüştürülerek çıkan sonuçlar yorumlanabilmektedir. Fanın dönüş hızı olarak 4500 RPM belirlenirse fan frekansı 75 Hertz olacaktır.
1 Hertz=60 RPM değerindedir.
Fan kanadının ilk doğal frekansı 75,007 Hertz gözlemlenmiş olup. Fan kanadının bu değerdeki deformasyonu fanın bu çalışma hızındaki frekans değerini bizlere sunmuştur.
Burada yan kısımda çıkan AMPRES değerleri sayısal olarak incelenmemelidir. Bu değerler model üzerinde oransal olarak bir skala belirlemek adına göz önünde bulundurulmalıdır.
SOLIDWORKS Simulation Professional paket ile frekans analizi gerçekleştirerek modelin çalışma esnasındaki davranışlarını irdeleyerek inceleyebilirsiniz.
