Stian Mork &
Eirin Holmstrøm
Kādu dienu Stians jautāja „Kā augsta frekvence spēj saplēst vīna glāzi?“ un viņam nebija atbildes, taču šis jautājums izraisīja lielu ziņkāri. Tātad, mēs abi pievērsāmies SOLIDWORKS Simulation un apskatījām ciešāk rīkus, lai saprastu, vai starp tiem ir kāds, kas spētu mums palīdzēt noteikt cik augsts skaņas tonis spēj saplēst stikla glāzi.
Skaņa un frekvence
Pirms sākt analizēt, mums jāsaprot, kas tieši liek glāzei sašķīst. Kā tu nojaut, skaņa sastāv no enerģijas viļņiem. Dažādiem skaņas toņiem ir dažādas frekvences. Frekvence = svārstību skaits skaņas vilnī vienā sekundē.
Visām struktūrām līdzīgā manierē ir to pašu rezonanses frekvence – pašfrekvence. Tas nozīmē, ka katrai struktūrai ir noteikta frekvence, kas liek tai svārstīties tādā pašā veidā, kā svārstās skaņas vilnis. Kā piemēru var minēt Takomas tiltu, kuru dēvē arī par Galloping Gertie. Projektējot tiltu, netika ņemts vērā, ka pati konstrukcija varētu sākt rezonēt vēja brāzmu dēļ, kas to skāra, un tam bija katastrofālas sekas.
Glāzei liek sašķīst tas, ka tā sāk svārstīties līdzi skaņas vilnim, līdzīgā veidā kā Takoma tilts svārstījās līdzi vējam. Tas nozīme, ka to ietekmē ne tikai skaņas skaļums (virs 100dB), bet liela loma ir skaņas frekvencei (zema/augsta).
Vīna glāzes 3D skenēšana
Mēs gribējām veikt SOLIDWORKS Simulation Professional analīzi, lai noskaidrotu, ar cik lielu skaņu mēs varam “pārslogot” glāzi, lai tā saplīstu. Priekš tam mums vajadzēja izveidot vīna glāzes 3D modeli. Viens mūsu kolēģis noskanēja glāzi, lai iegūtu no fiziskā modeļa 3D modeli. Protams, mēs pārliecinājāmies, ka lietosim glāzi, kas ar garantiju plīsīs.
Frekvenču analīze ar SOLIDWORKS Simulation
Mēs atvērām skenēto 3D modeli programmā SOLIDWORKS.
No pētījumu saraksta mēs izvēlējamies “Frequency study”. Pateicoties SOLIDWORKS Simulation Professional mēs varam vienkārši atrast pašfrekvences gan detaļām, gan kopsalikumiem.
No pieejamiem materiālu veidiem mēs izvēlējamies stiklu, tas atrodas SOLIDWORKS standarta datubāzē,
un piefiksējām vīna glāzes apakšu pie iedomātā galda. Tas nozīmē, ka mums vajadzētu kaut kā 100% piefiksēt glāzes apakšu arī fiziskajā eksperimentā, lai šos eksperimentus varētu salīdzināt savā starpā.
Izpētot, kā sāk kustēties glāze pirms tā sabrūk, mēs nospriedām, ka meklēsim frekvenci, kas izraisītu glāzes augšējās daļas svārstības pa diagonāli.
Visām struktūrām ir bezgalīgs rezonanses frekvenču skaits, bet, tā kā mēs nebijām pārliecināti, kur rodas iepriekš redzamajā video redzamā frekvence, mēs nolēmām izmēģināt desmit zemākās vīna glāzes rezonanses frekvences.
Mēs atklājām, ka svārstības, kas notika zemākajās frekvencēs, bija saistītas ar to, ka glāze svārstījās sāniski ap kājiņu, taču tā nebija frekvence, kuru mēs meklējām.
Pie 4. frekvenču modas (500Hz) parādījās kas aizraujošs. Iegūta animācija atgādināja iepriekš redzēto video. Citiem vārdiem sakot, ja mēs iedarbosimies uz glāzi ar skaņu, kas būs ar frekvenci 500 Hz un ar skaņas intensitāti virs 100 dB, tad pēc teorijas šī glāze saplīst un mīts tiktu apstiprināts.
Frekvenču analīze, kas minētā šajā eksperimentā, ir daļa no SOLIDWORKS Simulation Professional. Mūsu produktu lapās var atrast vairāk informācijas par dažādiem risinājumiem, ko mēs varam piedāvāt iekš SOLIDWORKS Simulation, un atrast vairāk informācijas par to, kā tie ļauj pārbaudīt produktu.
Ja tev ir kādi jautājumi par Simulation, nevilcinies uzdot jautājumu. Droši sazinies ar mums – mēs esam tikai viena klikšķa attālumā.
