減衰マトリクス — CAE用語解説

物理的な意味から言うと、αM項（質量比例減衰）は低周波の振動を強く減衰し、βK項（剛性比例減衰）は高周波を強く減衰する。例えば建物の地震応答解析で「1次と5次の固有振動数において減衰比3%」と指定すると、その2点を通るRayleigh減衰曲線からα,βが一意に決まる。

構造の減衰は摩擦、内部材料減衰、空気抵抗、接合部の滑りなど様々なメカニズムの組み合わせで、理論から計算することができない。加振試験で実測するしかないのが実情だ。Rayleigh減衰は「測った値を使えて、かつ計算しやすい（質量行列・剛性行列と直交モード性が保たれる）」という実用上のバランスで選ばれている。

共振周波数付近では非常に大きく影響する。減衰比が1%と3%では共振点での応答振幅が約3倍も違う。自動車のNVH（騒音・振動・ハーシュネス）解析では、特定の周波数帯の実測データからモード別の減衰比を丁寧に同定して入力するのが基本だよ。減衰の設定は「モデルが物理を正しく表しているか」の試金石になる。