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回転体の振動について考え方を教えてください
2023/10/18 15:30
- 回転体の振動について考え方を教えてください。回転数によって振幅が大きく出たり出なかったりするのはどういったメカニズムによる現象なのでしょうか？
- 回転数によって振幅が変化する回転体の振動について考え方を教えてください。共振ではなく、何が影響しているのでしょうか？
- 回転体の振動についての考察です。回転数と振幅の関係について分析し、そのメカニズムについて教えてください。
回転体の振動について
2011/06/15 10:06
回転体の振動について考え方を教えてください。
ｱﾝﾊﾞﾗﾝｽのある回転体を回転数を上げていきながら、振動振幅を計測しました。
この時、加速度ﾋﾟｯｸｱｯﾌﾟはｼｬﾌﾄﾍﾞｱﾘﾝｸﾞ位置に取りつけ、ﾌｨｰﾙﾄﾞﾊﾞﾗﾝｻｰにて振幅として計測しております。
ﾃﾞｰﾀとしては回転数1000rpmで振幅が一旦大きくなり、1500rpmでは小さくなる、再度4000rpmぐらいから振幅が大きくなるといった、波のようなﾃﾞｰﾀが出ました。
詳細を調べるため、ﾃﾞｰﾀをFFT変換して周波数をみてみると回転数と全く一致することがわかりｱﾝﾊﾞﾗﾝｽの影響だと分かったのですが、回転数によって振幅が大きく出たり出なかったりするのはどういったﾒｶﾆｽﾞﾑによる現象なのでしょうか？
部品やﾕﾆｯﾄがもつ固有振動数との共振かと思ったのですが、ﾊﾝﾏﾘﾝｸﾞ試験を行っても1000rpm（16.7Hz）に共振するような周波数は出ておりません。
考え方を教えて下さい。
質問者が選んだベストアンサー
まず、この問題は、軸周りの質量の不釣合いに起因する、ねじり振動です。
軸周りのねじりの固有振動が密接に関係します。
ですから、ねじりの固有振動数を計算してごらんになれば、見事一致するはずです。
では、なぜハンマリング試験で、その固有振動数が測定できなかったのか？
それを理解するためには、ハンマリング試験では、
「叩いた方向の加振力で現れる振動の固有振動数しか、測定できない」
ということを知っておく必要があります。
dokodemo_doorさんは、軸に垂直方向に叩いたと推測しています。
もしそうだとすると、これは、軸にとってねじりの加振トルクにはなり得ないために、ねじり振動を発生させることができず、その固有振動数は測定できません。
ハンマリング試験で実測したければ、「対象となっている軸をねじる」という仕組みを考えましょう。
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その他の回答 （4件中 1～4件目)
回転体の場合
静的な状態での固有振動数と若干意味合いが変わってくる。
前出の方々の回答のように
動的な状態でのバランスは振動にともなう変形も考慮する必用アリ
基本的に「共振」であることは間違いない。
お礼
2011/06/15 17:25
回答ありがとうございます。
確かに、動的な状態でのｱﾝﾊﾞﾗﾝｽが引き起こす変形は考慮したつもりでしたが、軸方向のたわみのみで、ねじりは全くノーマークでした。
再度勉強します。
ありがとうございました。
不釣合いに質量mがあると回転中心からの距離ｒにより、慣性モーメント
J=mr＾2が生じます。そのため加減速時に速度変化に応じてトルクT=J(dω/dt)
が発生します。このトルクにより弾性振動が現れます。回転軸回りの剛性が
十分なら、問題ありませんが、不十分だと改善が必要です。
お礼
2011/06/15 17:22
回答ありがとうございます。
「トルクにより弾性振動が現れる」という意味が分かっておりませんでしたが、最後に回答して下さった方の内容から、おっしゃっている意味が分かりました。
これを考慮すると、軸周りの剛性は足りない計算になりそうです。
参考になりました。
共振だけど
固有振動数とは違うよ
ﾊﾝﾏﾘﾝｸﾞ試験は無意味
お礼
2011/06/15 17:18
回答ありがとうございます。
「ねじり振動」ですか。
聞いたことはあったのですが、そんなに密接に関係するとは思ってもおりませんでした。
確かに、おっしゃる通りﾊﾝﾏﾘﾝｸﾞ試験では叩いた方向の力で現れる固有振動だけなので、叩く位置や方向で現れるものが変わる事は分かっていました。
もちろん、3軸方向から叩いて評価はしていましたがいずれも軸中心に向かっての叩き方です。
それでは、ねじりにはなっていません。
一度、軸に対するねじり方向のﾊﾝﾏﾘﾝｸﾞ試験をやってみます。
ためになりました、ありがとうございます。