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モーダル解析

モーダル解析は、構造の固有振動数を調べることで、設計がさまざまな動的荷重にどのように応答するかを理解するのに役立ちます。

モーダル解析の定義

モーダル解析とは、構造試験または有限要素解析によるシミュレーションに基づいた、線形構造の動的特性の解析です。このような動的特性には、共振周波数 (「固有振動数」とも呼ばれます) や、構造モード (「固有モード」) があります。動的特性は、構造の質量、剛性、減衰分布に依存し、運用荷重が作用したときの構造振動動作を決定します。線形構造システムのすべての変形は、構造モードの線形結合で表すことができます。構造モードは直交ベクトル基底を構成します。

モーダル試験は、データ収集と解析を組合わせたものです。産業分野では、プロセス全体をモーダル試験および解析、あるいは実験モーダル解析 (EMA) と呼ぶことがあります。

モーダル試験と解析の結果は、振動応答計算、振動問題の根本原因解析、損傷検出など、さまざまなシミュレーションおよび試験アプリケーションで使用されます。これらの結果により、マルチボディ解析に柔軟性が加わり、耐久性および振動音響シミュレーションが高速化します。モーダルベースの計算は非常に効果的であり、あらゆる種類の応答に対する構造の変化を効率的に評価できます。

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自動車構造のモーダル解析を実行するエンジニアリング・チーム。

利点を理解する

性能を向上

モーダル解析で、オブジェクトの固有振動数、減衰パラメーター、および構造モード形状の概要を把握することによって、製品性能が全体的に向上します。

作業時間を短縮

モーダル解析シミュレーションを実行すると、製品開発の早期に素早く結果を得ることができます。

コストを削減

モーダル解析は、試作回数を減らし、物理試験に費やす時間を短縮し、ひいてはコスト削減に役立ちます。

モーダル解析の種類

ノートパソコンに接続された構造物の実験モーダル解析を実行するエンジニアの画像。

実験モーダル解析

モーダル試験と解析ツールを組み合わせて、3Dシミュレーション・モデルの検証や、振動応答計算、根本原因および損傷検出解析を実施できます。

動作モーダル解析に使用されるプロペラの画像。

実稼働モーダル解析

あらゆる状況下でオブジェクトや構造物を効率的に試験構造物の疲労寿命を評価するには、実際の減衰パラメーターを取得することが重要です。シーメンスのソリューションを使用すると、実験室のセットアップには大きすぎる、または重すぎる動作条件や試験構造からモーダル・パラメーターを取得できます。

モーダル・パラメーター特定の画像。

モーダル・パラメーターの特定

モーダル解析の主な目的の1つは、測定データから得られる構造物または物体の固有振動数、モード減衰、モード形状を特定することです。

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