周波数掃引と共振評価 — トラブルシューティングガイド
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周波数掃引と共振評価 — トラブルシューティングガイド
周波数掃引のトラブル
周波数掃引でよくあるトラブルは？
共振ピークが見つからない
原因：
1. 周波数刻みが粗すぎる — ピークを飛び越している
2. 減衰が大きすぎる — ピークが平坦になっている
3. 加振点が節点上 — 特定のモードが励起されない
4. 周波数範囲が狭い — 共振が範囲外にある
対策：刻みを半分にして再計算。加振点を変えて別のモードを励起。
ピークの振幅が非現実的
FRFが実験と合わない
確認項目：
- 固有振動数のずれ → 材料特性、境界条件、質量分布
- ピーク振幅のずれ → 減衰の値
- 反共振の位置のずれ → 入出力点の位置
まとめ
周波数掃引のトラブル対処、整理します。
Coffee Break よもやま話
スイープ中の非線形歪みは10%が警戒線
周波数スイープ解析で応答波形の高調波歪み率（THD）が10%を超えると、線形FRFの仮定が崩れて解析精度が著しく低下する。実際に2015年に航空部品メーカーでTHD 23%の状態で解析を行い、共振周波数を8Hz誤評価したトラブル事例がある。入力振幅を下げるか、バンドパスフィルタを使ってTHDを確認することが先決。
トラブル解決の考え方
「解析が合わない」と思ったら
- まず深呼吸——焦って設定をランダムに変えると、問題がさらに複雑になる
- 最小再現ケースを作る——周波数掃引と共振評価の問題を最も単純な形で再現する。「引き算のデバッグ」が最も効率的
- 1つだけ変えて再実行——複数の変更を同時に行うと、何が効いたか分からなくなる。科学実験と同じ「対照実験」の原則
- 物理に立ち返る——計算結果が「重力に逆らって物が浮く」ような非物理的な結果なら、入力データの根本的な間違いを疑う
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