ゴム材料の周波数応答解析～周波数に依存した剛性と減衰の考慮～

防振ゴムとプレートの振動解析の事例です。

ゴム材料は粘性の効果により周波数毎に剛性と減衰が変化します。線形材料では周波数により剛性が変化しないため、ゴム材料の挙動を十分に考慮することができません。Ansysでは粘弾性材料を設定することで、周波数に依存した剛性と減衰を考慮し精度の高い解析が可能です。

ここで線形材料と粘弾性材料を設定した場合の周波数応答結果を比較します。それぞれの材料は1次の周波数で剛性、減衰を同じ値としています。そのため１次の応答値は一致しています。１次以降のピークは粘弾性材料の場合、周波数によって剛性、減衰が変化するため、線形材料と異なる応答結果になることが分ります。

貯蔵弾性率G’(ω)の角周波数特性
剛性を表す特性

損失弾性率G”(ω)の角周波数特性
減衰を表す特性

非線形材料モデリング分科会　公開データベース 「天然ゴムⅠ硬度65」
http://www.jancae.org/annex/annexDBj/index.html

解析モデル

モデル図

解析結果