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| ■ 実験検証 コリレーション （実 験モーダル解 析とシミュレーションの相関確認） | ||||||||||||||||
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実験検証 コ
リレーション 実験モーダル解析の結果と、シミュレーションの固有値解析がどの程度一致しているか確認を行います． ここでは、シンプルな構造物での実施例を示したいと思います 手順 １．対象構造物の準備 今回は薄い鉄板 実験の準備、材料特性（ヤング率の測定確認）、薄板の傷の有無もデータから念のため確認 ２．実験モーダル解析 ３．シミュレーションによる固有値解析 ４．コリレーション 使用機材 ・ 実験対象構造物−薄板 ・ 計測装置 cWCA（A&D社製） ・ ハンマー (Dytran社製） ・ センサー (Dytran社製） ・ 実験用治具 （対象物をフリーフリーにする） ・ はかり（ヤング率のため正確な質量が必要） ・ ヤング率計算ソフト （EXCELのマクロ） ・ 実験モーダル解析ソフト （ME'scope) ・ シミュレーションソフト ・ コリレーションソフト （NVS-Coorelation) |
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| １．対象構造物 お
よび ヤング率の測定 シンプルな構造物として以下の薄板を準備  材料： 鉄 大きさ： 300mm × 30mm ×1.2mm（厚さ） 重さ： 84.18g 実験条件：フリーフリー 最初の準備 ● 最初に材料特性を確認． 簡単な実験でヤング率を求めると、以下のような結果となった ヤング率： 190Gp 鉄としては柔らかい． 密度： 7794Kg/m^3 ※ 樹脂等の材料の場合は、出来るだけ最初に材料特性は確認すべきである． ここでヤング率を求めると他にも分かる事がある． 材料が積層材、複合材、異方性等の場合、非線形であるが、その度合いを知ることが出来る事である．線形解析でもほとんど問題が無いのか、かなり問題がある か傾向が分かる． ● また構造物に問題が無いか確認を行った．実験計測データの結果を考察し、この材料は均一な厚さであり特に問題無いことも確認できた． ※ 今回の対象構造物においては厚さが不均一だったり、どこかに傷があると、実験計測データの結果に兆候が見ることができる |
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| ２．実験モーダル解
析 薄板を以下のポイントで計測し、実験モーダル解析を行った  曲げモードと捩れモードが存在する
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| ３．シミュレーションによる固有値解析 今回はShell要素で作成  固有値解析にて、以下の結果が得られた（剛体モード除く） モード番号 固有振動数(Hz)
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| ４．
コリレーション 実験データとシミュレーション結果のコリレーションを取る (1) 最初に実験とシミュレーションデータをコリレーションソフトでインポートする (2) 実験とシミュレーションの座標位置相関を取り、同じ座標位置を見つける 今回の形状の単位は、実験形状（m）、シミュレーション（mm）として作成した． 単位や、方向は、実験とシミュレーションで違うことが良くある．（ソフト内で対応のため問題なし） ※ 例えば、構造物全体の中の一部の部品について評価する場合、シミュレーションでは前方をXとして部品は45度傾いている 場合、シミュレーションではそ のまま45度傾いた状態で作成することが多い．それに対して実験では、センサーを取付やすい方向で座標系を決めることが多い．そのため、座標系が一致しな い場合もある． (3) MAC計算 実験結果とシミュレーション結果のMACを計算する  MACの意味 上図において、FEM軸は１から７のモードがあり、テスト軸も１から７のモードがある． FEMの1番目のモードとテストの1番目のモードが1.0に近い値を示していることが確認できる． また、FEMの2番目とテストの2番目、FEMの3番目とテストの3番目、、、が高いことが分かる． 値が1.0に近い場合はモードの形が同じ、0に近い場合はモードの形が違う事を意味している． 理想的には上図のように対角項が1.0でそれ以外が0であれば 実験結果とシミュレーション結果が一致していることになる． ※ 対角項の順に並んでいない場合、高い値が全く見られない場合、一部のみ高い値が見られる場合、等、いろいろな結果が得られ るが、それは一致していないことを示している． 原因としては、いろいろ考えられ、シミュレーションの精度が実物と一致していないケースが多いが、実験データの精度が良くない場合もある．このMACから ある程度の問題点の傾向の判断は可能である． (4) 結果の確認 今回の結果は、簡単に確認すると、この程度の値と思われる シンプルな基本構造物のため、モードも周波数もほぼ一致していることが分かる  コリレーションで一致する条件は、信頼できる実験データ、信頼できるシミュレーションデータが揃った時である． 一致しない場合、どのように判断するか？が難しいところである．そして、無理やり一致させる事も問題があり、一過性なものになってしまう可能性がある．設 計変数が一致していなければならない． ※ MACが一致するしないの見方は、MAC値が小さくても対角項にピークで並んでいる場合は、傾向が一致していると判断でき る．MACが1つしか立っていないなどの場合は、 実験とシミュレーションが一致していないため、信頼できないデータを元に設計を進めていることになる． 現状の精度を確認したい方はご連絡ください 現在の状況、問題点を洗い出し、精度UPを行うことができます |
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| ５．
所要時間 今回の、一連の流れに要した時間は、約１時間２０分だった． （１）実験材料の準備、ヤング率の測定＆計算、考察 ： 15分 （２）実験モーダル解析（形状作成、データ計測、パラメータ抽出、確認）： 35分 （３）シミュレーション（モデル作成、要素、固有値解析、確認）： 15分 （４）コリレーション（各データ準備、コリレーション処理）： 15分 今回一番時間が掛かったのは、このHP用に書き込む作業だった |