FEMtools Dynamics（ダイナミクス）

FEMtools Dynamicsは、動的応答と構造変更のシミュレーションを行う先進の有限要素ソリューションです。

主な機能

複素モード解析
スーパー要素解析
周波数応答関数（FRF）解析
調和応答解析
構造変更シミュレーション

複素モード解析

統合されたFEMtoolsスパースソルバーを使用するか、または外部FEAソルバーを操縦します。
ランチョス（Lanczos）複素解析ソルバーおよびヘッセンベルグ（Hessenberg）モード解析ソルバーを備えています。
複数タイプの減衰（モード減衰、比例粘性・比例構造減衰、粘性ダンパー要素、材料減衰）をサポートします。

スーパー要素解析

スーパー要素は、いくつかの要素をグループ化することによって定義されたサブストラクチャ（部分構造）を別々に解析します。スーパー要素は時間領域や周波数領域の応答解析、設計の最適化、確率的解析、ロバスト設計、マルチボディシミュレーションのように、重要な意味を持つ再解析が必要な適用分野において、大幅な計算時間の節約を実現します。スーパー要素は、コンピュータリソースの制約（内部メモリ、ディスク容量）によって完全な解を得ることができないような状況を克服するためにも使用できます。

統合されたクレイグ・バンプトン（Craig-Bampton）マトリックス縮小機能
要素の集合または節点の集合を使った、スーパー要素の簡単な定義
残余モデルのないアセンブリをサポート
マスターDOFsの生成とDOFリレーションの自動処理
一つのスーパー要素のマスターDOFsとして、DOFリレーションへのDOFsの保存をサポート

周波数応答関数（FRF）

FRFsを求めるために、応答関数を加振力で割ります。この関数は外力の情報を含んでいないので、それはちょうどモード特性のように構造物の質量、剛性、および減衰の特性にのみ依存します。したがって、FRFsは相関分析、感度解析、およびモデルアップデーティングにも適しています。

特徴

実験的に得られたFRFsと直接比較できるFRFsを計算します。
統合されたFEMtoolsスパースソルバーを使用するか、または外部のFEAソルバーを操縦します。
モード解析ソルバーおよび直接解ソルバー
残差ベクトル（慣性リリーフ（relief）、粘性減衰、加荷重）
FEAまたはテストによるモードを使ったモーダルFRFシンセシス
複数タイプの減衰（モード減衰、比例粘性・比例構造減衰、粘性ダンパー要素、材料減衰）をサポート
ローカル座標系をサポート

調和外力の同定

調和応答解析では、加振は周波数領域で定義されます。作用する力は、加振周波数ごとにすべて既知です。

特徴

モード解析ソルバーおよび直接解ソルバーによる実稼動モードシェープ
選択したDOFsでの変位、速度、加速度
強制運動による加振

構造変更シミュレーション

Structural Dynamics Modification (SDM)は、構造変更によるモードパラメータへ影響を高速シミュレーションして、FRFsや実稼動モードシェープのような結果を算出する設計向きのツールです。構造変更は、簡単なばね、質量、ダンパー、あるいは任意のタイプの有限要素（バー、ビーム、シェル、ボリューム）としてモデル化することができます。ただ一つのモデル形状とモードパラメータしか使用されないので、SDMは有限要素データ、テストデータ、および混合モデルに有効です。

利点

SDM使用の利点は、すべての解析がモード空間で行われることです。構造変更は、ローカル座標で表された質量、剛性、減衰の等価な変化に転換されます。その結果得られる連立方程式は、最小の計算費用、つまりリアルタイムで解くことができます。

特徴

テストモデルまたは有限要素モデルに追加される有限要素を使った構造変更。変更要素の数とタイプの無制限の組み合わせが可能です。
ポイント＆クリックによる変更要素の対話型定義
モード試験または有限要素解析から得られたモードパラメータを使って、変更後のモードシェープおよび共振周波数が求められます。
スライダーコントロールを使って変更要素のすべての物理特性についてリアルタイムで再解析し、モードシェープ、モードシェープのペア、FRFs、および実稼動モードシェープを表示します。
変更前のモデルと変更後のモデルの間の相関分析
高速モード解析ソルバーを使った、変更要素のすべての物理特性の変動解析

応用

構造変更シミュレーション
モード感度解析および変動解析
同調吸振器の設計
目標応答を使った逆解析
サブストラクチャリング
テストデータとの相関の当該ﾚﾍﾞﾙでのさまざまなモデル化の仮定による影響の検討
モデルアップデーティング用の高速モード解析ソルバー
設計空間のサンプリング
モデルアップデーティングおよび設計最適化のための最良の開始値の推定

変更要素

剛または弾性線形ばね（２節点またはグランド節点）
粘性ダンパーおよび構造ダンパー
任意の自由度での集中質量の追加または除去
トラス（軸剛性のみを有する２節点要素）
一般的な３Ｄビーム要素（軸剛性、ねじり剛性、曲げ剛性を有する２節点要素）
四面体、五面体（プリズム）、六面体要素
物理特性は要素タイプに依存し、ばね剛性、粘性および構造減衰、材料特性（ヤング率、質量密度、ポアソン比）、板厚、ビーム断面特性、ビーム断面のねじりおよび曲げ慣性モーメントを含みます。