基本的な振動モード形：平板の固定なし（境界条件フリー）の場合

振動モード形については、振動モード形と計測点の選定については簡単に説明しました。

ここでは、基本的な振動モード形として、平板の固定なし（境界条件フリー）の場合の振動モード形状について説明します。

実験モード解析では、平板を吊ったり、スポンジ等にのせてハンマリング試験を行います。

【参考】計測対象物の支持方法

【参考】基本的な振動モード形

平板の１辺を固定した場合

平板の両端を固定した場合

平板の周辺固定の場合

解析対象について

ここでは、140x40x5 mmのアルミニウム合金製の平板についてFreeCADの固有値解析を行い作成した振動モード形について説明します。

FEMの解析座標系の自由度と剛体モード

FEMの解析座標系における自由度は、下図に示すX、Y、Z軸の並進の３自由度に加え、各軸周りの回転３自由度の合計６自由度になります。

このため、ここで紹介しているように境界条件フリーの固有値解析では、１次から６次までの６個の振動モード形は、剛体モードと呼ばれ振動モードとしては意味のないモード形となります。

振動モード形の一覧

下表に、１辺を固定した平板の7次～20次までの振動モード形の一覧を示します。

１～６次の剛体モードは除いているため、７次モードが１次の振動モードを意味していますが、FreeCADの解析結果で得られるモード次数を使い説明します。

振動モード形

棒状のモノであれば、振動モード形状は線で表されるため、「振動モード形と計測点の選定」で説明した考え方で見ていきます。

平板の振動モード形の基本は、曲げモードです。

ここでは、平面の振動モード形を、平板の長手方向と短手方向からのモード形状の組み合わせとして見ていきます。

この他に共振周波数（固有振動数）で見ていくこともあります。

７次モード

８次モード

９次モード

10次モード

11次モード

12次モード

13次モード

14次モード

15次モード

16次モード

17次モード

18次モード

19次モード

20次モード

まとめ

ここでは、基本的な振動モード形として、平板の固定なし（境界条件フリー）の場合の振動モード形状と剛体モードについて説明しました。