振動分析
特徵
振動分析是為了避免當外部施加等於振動物體的固有頻率的振動時出現極大振幅振動（共振）的現象而進行的分析。
振動分析大致可以分為最簡單的“模態分析（特徵值分析）”和“頻率響應分析”。
振动分析包括模态分析和频率响应分析。
圖1 模態分析（特徵值分析）
圖2 頻率響應分析
振動分析可以做什麼
獲得振動特性（振動的固有頻率和幅度）可以導致針對共振和噪聲的措施。
圖3 振動特性
當使用玻璃纖維增 強材料時，可採取以下措施來防止共振和噪聲。
① 將固有頻率設定為使用範圍外的頻率。
② 抑制振動放大
通過檢查玻璃纖維取向並添加肋或改變肋厚度，可以從產品使用的頻率範圍中去除固有頻率（圖4①）。另外，當替代金屬時，樹脂的粘彈性特性會增加減振效果（圖4②）。
圖4 共振和噪聲對策
案例研究-1
這是一個示例，顯示固有頻率可以通過纖維取向來改變。如圖5所示，形成120mmx80mmx2mm的平板後，我們將其沿各個方向切割，並採用中心激勵法進行阻尼特性評估測試。
圖5 試件切割圖像（左）和中心激勵方式圖像（右）
實驗結果如圖6中的虛線所示。可以看出，0°方向的固有頻率較高（=較高的纖維取向）。在這裡，我們可以看到初級固有頻率在0°方向和90°方向之間相差數百Hz。
圖 6 中的實線顯示了通過振動分析再現的類似測試的結果。在這裡，Digimat 用於創建考慮各向異性的材料數據並反映在分析中。與實驗結果類似，分析得到的結果表明，纖維取向度越高，固有頻率越高，實驗得到的固有頻率與分析得到的固有頻率相差僅5%。
圖6 玻璃纖維取向方向和固有頻率
案例研究-2
如上所述，可以通過改變纖維方向來改變特徵頻率，但我們將通過 Box 部件的應用示例來介紹如何實際改變纖維方向。
改變注塑澆口位置是改變實際產品中纖維取向的有效方法。如圖7所示，當比較和評估門A（左）和門B（右）時，改為門B將固有頻率改變到更高的位置，如圖8所示。這種方法對於玻璃是可行的- 如果無法獲得所需的固有頻率，則採用纖維增強材料。
圖7 澆口A（左）和澆口B（右）填充模式
圖8 測量點（左）和頻響分析結果（右）
案例研究-3
除了玻璃纖維取向之外，還可以通過添加肋或改變肋的厚度來改變固有頻率。如圖9所示，增加肋會增加固有頻率，而減少厚度則會降低固有頻率（圖10）。在註塑成型中，這樣改變形狀相對容易，因此在分析時尋找更好的形狀是有效的。
圖 9 由於加強筋而導致的固有頻率變化
圖10 厚度變化引起的固有頻率變化（2.5mm→1.5mm）