モードとはなんですか？

質問

解析ソフトを使って固体の固有値解析（固有振動数解析）を行うとモードという言葉が出てきます。モードとはなんですか？モード形状によって固有振動数が変化するのはどうしてでしょうか？
「モード形状1で200Hzの固有振動数が検出された」という結果であったら、どのような条件下で200Hzの振動が得られたということなのでしょうか？
　モード形状1ならば固有振動数は手計算の結果（片面支持で材料の長さ、密度、ポアソン比、ヤング率を公式に代入）と近似するのですがモード形状が上がるに従って固有振動数が上がっていきます。

回答No.3

Umada · ベストアンサー

物理、特に振動解析の世界で「モード」と言ったら、通常は振動の態様のことを指します。

両端を固定した弦の振動で考えてみます。

[両端を固定した弦」

○──────○

ご承知かと思いますが、もっとも低い次数の振動(基本波)は以下のような振動形態を示します。

[基本波]
　　　＿＿
　　／　　＼　
○／　　　　＼○

より高い次数の振動の振動の態様は以下のようになります。

[第二次高調波](2倍振動)
　　＿　
○／　＼　　　○
　　　　＼　／
　　　　　￣

[第三次高調波](3倍振動)

○／＼　　／＼○
　　　＼／

このような振動態様のことを「モード」といい、「振動モードが異なる」などと言います。

さらに剛体棒であれば弦と異なり、横振動、ねじり振動、縦振動などの異なる種類の振動が現れます。それぞれどんな変形をするかは参考ページ[1]を見てください。これらの変形の違いのことも「モード」と呼び、例えば「横振動モードの1次の固有振動数は○○Hz」などと言います。

isaccさんがどのようなソフトを使っておいでなのかどのような計算をなさっているか分からないので「モード1」がどんなものであるかは断言できないのですが、「横振動、ねじり振動、縦振動」などの違いを指している可能性も考えられます。横振動、ねじり振動、縦振動ではそれぞれ解くべき方程式が異なる(本質的には2次の微分方程式に帰着するのですが、代入する物理量が異なる)ので、固有振動数も当然ながら異なったものになります。
また「モード形状が上がるにつれて」が、振動の次数が上がる意味であれば当然ながら固有振動数も上がります。

[1] http://exile.itc.pref.tokushima.jp/report/femop/mode-post2/default.htm

参考URL：

http://exile.itc.pref.tokushima.jp/report/femop/mode-post2/default.htm

回答No.2

ymmasayan

参考ＵＲＬにグラフが載っています。

参考URL：

http://www.geocities.jp/sjaryo/koyuti.html

回答No.1

takscape

固有振動数は、一つではなく複数存在します。
１次の固有振動数、２次の固有振動数などと呼びます。
単純に「固有振動数」と言う場合、通常はもっとも
低次のものをさします。

モードとは、各固有振動数で物体が振動する際の、
振幅形状とお考えください。一般に、高次のモード
ほど複雑な形状と高い固有振動数を持ちます。