セミナープログラム
1.有限要素法の初歩をイメージで理解するためのポント図
1-1 有限要素法の主要要素を分かりやすい図で解説
1-2 ローカル座標からグローバル座標の組み立て方を分かりやすい図で解説
1-3 現在の技術による要素分割 : 自動メッシュ機能を分かりやすい図で解説
1-4 有限要素法で使用する代表的な要素と節点自由度との関係を分かりやすい図で解説
2.有限要素法による振動解析の種類と基本構造のポイント
2-1 固有値解析・周波数応答解析・時刻歴応答解析では何を解いているのか? 一言でポイント解説!
① 固有値解析・周波数応答解析・時刻歴応答解析の重要ポイントを分かりやすく言葉で解説
② 固有値解析・周波数応答解析・時刻歴応答解析を分かりやすい図で解説
③ 振動の多自由度の運動方程式の作り方を分かりやすい図で解説
2-2 もっともよく使う実固有値解析と周波数応答解析の位置づけと違いを表で分かりやすく解説
2-3 振動解析対象のモデル化から結果取得までの一連の流れ
① 振動計算のためのモデルの作成 : プリプロセッサ(前処理)
(1) 形状のインポートと単純化(CAD Cleanup)
(2) 材料物性値の定義
(3) メッシュ分割(離散化)
(4) 境界条件(拘束・荷重)の設定
② ソルバー(計算実行) : 方程式の求解
(5) 解析タイプの選択と実行
③ ポストプロセッサ(後処理) : 結果の評価
(6) 結果のビジュアル・グラフ化
(7) 実務的な評価
④ 実務ポイントの整理
3.モデル化・境界条件の違いが結果に与える影響
3-1 モデル化の簡略化が結果に与える影響
① モデル化の簡略化が実固有値解析に与える影響について考える
② 形状の簡略化
③ 部品の省略
④ 対称性の利用
⑤ 梁要素・シェル要素への置き換え
⑥ ボルト締結部の簡略化
⑦ 溶接部・接着部の簡略化
⑧ 接触部の簡略化
⑨ 重要ポイントを表に整理
3-2 境界条件・拘束条件の設定による結果の変化
① 固有振動数への影響
② 固有モードへの影響
③ 共振周波数への影響
④ 応力分布への影響
⑤ 解析精度への影響
⑥ 重要ポイントを表に整理
3-3 いろいろな境界条件・拘束条件を分かりやすい図で解説
3-4 実機とのズレが生じる主な原因
① モデル化の誤差(最も多い原因)
② 境界条件・拘束条件の違い
③ 材料特性の誤差
④ 接触・締結部のモデル化不足
⑤ 減衰の違い
⑥ メッシュ分割の影響
⑦ 実験誤差
⑧ 非線形性
⑨ 重要ポイントを表に整理
4. 固有値解析とは
4-1 実は固有値解析には2種類ある
① 実固有値解析(Real Eigenvalue Analysis)
② 複素固有値解析(Complex Eigenvalue Analysis)
4-2 実固有値解析の結果が意味する物理量とその解釈のポイントを分かりやすい図で解説
① 意味する物理量
② 【重要】 解釈のしかた(実務の落とし穴)
4-3 複素固有値解析の結果が意味する物理量とその解釈のポイントを分かりやすい図で解説
4-4 周波数応答解析の結果が意味する物理量と解釈
4-5 周波数応答解析と複素固有値解析の重要な相違点
① 本質的な相違点
② 周波数応答解析とは?
③ 意味する物理量
④ 解釈のしかた(実務の落とし穴)
4-6 周波数応答解析における減衰の設定方法
① 意味する物理量
② 解釈のしかた(実務の落とし穴)
4-7 例としてSolidWorksの周波数応答解析では、減衰の設定はどうなっているのか?
4-8 時刻歴応答解析(過渡解析)の結果が意味する物理量と解釈
4-9 時刻歴応答解析における減衰の設定方法
4-10 固有値解析解析結果・周波数応答解析結果・時刻歴応答解析(過渡応答解析結果)が何を教えてくれるかを分かりやすく整理
5.初心者が見落とす重要ポイント
5-1 解析結果をそのまま信じてしまう問題
① 解析ソフトは必ず何らかの答えを出すがその答えは正しいのか?
② 解析技術者が行うべきこと
5-2 メッシュ分割・要素選択の影響
① メッシュ分割の影響
② 線形要素と高次要素 : 選択の影響
(1) 一次要素(線形要素)
(2) 二次要素(高次要素)
(3) 構造に適した要素を選ぶことも重要
③ 構造に適した要素を選ぶことも重要
④ メッシュ収束性とは?
(1) メッシュ収束性の確認
(2) なぜ重要なのか?
(3) 実務での確認方法
(4) 振動解析で特に重要な理由
(5) 実務上のポイント
(6) まとめ
5-3 減衰の扱い方による結果の違い
① 一定の減衰比を与える場合(モード減衰 : Modal Damping)
② なぜモードごとに違うのか?
③ 実務ではどうするか?
④ 実務でのモード減衰とレイリー減衰の使い分けのしかた
⑤ レイリー減衰では各モードごとの減衰比はどのように決められるのか?
5-4 「それらしい結果」と「正しい結果」の違い
① 有限要素法(FEM)の振動解析では、「それらしい結果」と「正しい結果」は全く異なる。
② 「それらしい結果」の例
③ 「正しい結果」の例
④ なぜ間違えやすいのか?
⑤ 最も重要なポイント
6.実務で使える解析にするための考え方
6-1 有限要素法での振動解析の結果と実験(測定)解析の結果の対応付けのしかたと有限要素モデルのアップデートのしかた
① 解析結果と実験結果を対応付ける(モード対応)
② どこが違うかを確認する
③ 原因を推定する
④ 有限要素モデルをアップデート
⑤ 再び比較する
⑥ MACによる有限要素モデルのアップデートのしかた
⑦ MACを用いたモデルアップデートのしかた
⑧ MACだけでは不十分
⑨ モデルアップデートの他の方法
(1) 固有振動数誤差
(2) FRF(周波数応答関数)の一致
(3) 最適化(Optimization)
(4) 感度解析(Sensitivity Analysis)
(5) 残差評価(Residual)
⑩ Co-MAC(Coordinate MAC)とは
6-2 有限要素モデルの各種(6種類)のアップデートのしかた&技術ノウハウをを一覧表で整理
6-3 FE Model Updating(有限要素モデルのアップデート)のための市販ソフトのついて解説
① FE Model Updatingは高度な機能
② なぜ、 FE Model Updatingは高度な機能なのか?
③ FE Model Updatingと一般的な振動解析のFEMソフトとの関係
④ 実験モード解析ソフトにおける相関とは?
⑤ 多くの企業の実務ではどうするのがいいか?
⑥ 2025~2026年時点でモデルアップデートができる代表的な市販FEMソフト(8種類)の特徴比較表
⑦ 2025~2026年時点でモデルアップデートができる代表的な市販の実験モード解析ソフト(7種類)の特徴比較表
⑧ 実際によく使われる組合せ
⑨ 「FE Model Updating」を最も得意とする市販ソフト4選
⑩ FE Model Updating専用ソフトとしての「FEMtools」について
⑪ FEMtoolsの特徴
⑫ FEMtools単独では解析しない
⑬ 世界的な位置付け
⑭ 実務での位置付け
⑮ FEMtoolsと同等な『FE Model Updating専用ソフトウェア』の特徴・機能比較一覧
⑯ FEMtoolsと最も競合するソフト
⑰ 市場での評価
⑱ 2026年における「FE Model Updating」の世界の研究の最前線
6-4 解析結果を見ただけでモデルのどこが悪いかを見抜く実務技術ノウハウ
① 固有振動数だけ一致してもモデルが正しいとは限らない
② 低次モードより高次モードのほうがモデルの欠点を見つけやすい
③ 解析値が実験値より全体的に低い(固有振動数が全体的に小さい)場合は、まず拘束条件や接合部を疑う
④ モード形状は変形図ではなく「節(ノードライン)」を見る
(1) 接触条件・ボルト締結条件のモデル化が不適切(最も多い)
(2) 局所剛性のモデル化が不適切
(3) モードの混合(Mode Mixing)
(4) 測定点不足
(5) 測定ミス
(6) 境界条件の違い
(7) 局所モードが発生している
(8) 実務での優先順位
7. 質疑応答