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内部部品も含めてボルト結合したケーシングの試験セットアップ
内部部品も含めてボルト結合したケーシングのMASTAモデル
FEケーシングへのベアリングの接続は、ベアリングの中心にある単一のノード、またはベアリングの各転動体位置にあるノードリングで考えることができます。
より現実的なノード接続状態を提供するために、ベアリングのレースをケーシングFEに含めることもできます。
このギヤボックスのベアリングは、シャフトにすき間ばめ、ケーシングに焼きばめされているため、この位置に対して最も正確なFEセットアップを決定しています。
縮退ノードセットアップ（ベアリングの単一ノード/レースをFEに含むベアリングの単一ノード/レースをFEに含むベアリングのノードリング）
分かったこと
試験を検証するための各試験とそれ自体のMACプロットでみつけた非対角項は少数でした。これは両方の試験で完全なモードシェイプを見つけるために十分な加速度計の位置が使用されたことを示しています。
試験対試験自体の比較MACプロット（内部部品を含んだボルト結合ケーシング）
試験対シミュレーションのMACプロットは、最大4kHzまで非常に良好な相関を示しますが、周波数が高くなるにつれて相関は一般的に弱まります。
モード間の周波数差もほとんど5%未満です。
試験対シミュレーションのMACプロット（内部部品を含んだボルト結合ケーシング）
モード間の高い周波数差は1kHz未満で見られます。モードシェイプを見ると、これらの低周波モードはケーシングの剛体モードであり、運転時のケーシング振動にとってはそれほど重要ではありません。
このことは、これらのモードがMACプロットにおいて、複数の試験モードと比較して高いMAC値を持つ理由にもなっています。
Mode 4 のモードシェイプ（内部部品を含んだボルト結合ケーシング）
Mode 10 のモードシェイプ（内部部品を含んだボルト結合ケーシング）
下の図は、ケーシングとケーシングパネルの膨張に大きいひずみエネルギーをもつモードの例です。これは構造のより特徴的なモードであり、例えばギヤやモーターの加振による完全な振動応答をを考慮する際に、正確にモデル化することが必要になります。
このモードはMAC値が高く、正確に捉えられたことを示しています。
Mode 16 のモードシェイプ（内部部品を含んだボルト結合ケーシング）
試験対シミュレーションのMACプロットでは、対角項の平均MAC値を使用して、FEモデルに対する様々なモデルセットアップの変更を比較しました。
- ケーシングFEにベアリングレースを含めると、相関が顕著に改善されました。
- ベアリングにノードリングを含めても、Distributing カップリングの場合、モーダル相関にはほとんど差が出ませんでした。
- これは、Distributing カップリングが構造の全体剛性に影響を与えないため、予想されることです。
- Kinematic カップリングの場合、ベアリングにノードリングを含めることでモード相関が顕著に改善されました。
| Distributing / Kinematic | Single Node / Node Ring | Bearing Rings Included in FE? | Average MAC on Diagonal |
| Distributing | Single Node | No | 0.43 |
| Distributing | Single Node | Yes | 0.51 |
| Distributing | Node Ring | Yes | 0.50 |
| Kinematic | Single Node | No | 0.39 |
| Kinematic | Single Node | Yes | 0.46 |
| Kinematic | Node Ring | Yes | 0.50 |
さまざまなベアリングのモデリング変更に対する対角項の平均MAC値
ノードリングは、各ベアリング転動体荷重をより正確にモデル化するため、例えばギヤワインノイズの調和解析を検討する場合、モデルの精度や相関関係を改善するための手段となる可能性があることに注意してください。
ただし、ノードリングは熱影響やはめあいの影響の解析を難しくする可能性があるため、全てのケースで使用すべきではありません。また、縮退ノード数の増加により、FE縮退時間が長くなります。
