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伝達関数の見方について
2023/10/19 07:19
- 振動計測初心者のための伝達関数の見方について解説します。
- 振動の種類について、自由振動、強制振動、過渡振動の違いと、ハンマリングによる振動の種類について説明します。
- ハンマリングにより求めた伝達関数における固有振動数以外の振幅について、強制振動によって発生するものかについて検討します。
伝達関数の見方について
2013/01/28 14:21
振動計測の初心者です。
当社製品に対して実験モード解析を実施し、製品のモーダルパラメータを把握しようとしています。現在は製品に対してハンマリングを実施し、製品の伝達関数を求めたところです。この伝達関数について質問です。
1.振動の種類には、自由振動、強制振動、過渡振動(自由振動+強制振動)の3種類があると理解しています。ハンマリングにより発生する振動はこのうちどのタイプの振動でしょうか？
2.個人的には、ハンマリングにより発生する振動は過渡振動ではないかと考えております。この推測が正しい場合、ハンマリングにより強制振動が発生するのはなぜでしょうか？強制振動はサイン加振試験のように連続的にサイン信号を加えたときのみ発生するものであると理解しておりますが、ハンマリングのように瞬間的に加振信号を加えただけでも発生するものなのでしょうか？
3.ハンマリングにより求めた伝達関数を見ると、固有振動数以外の周波数についても少なからず振幅(固有振動数の振幅より小さい振幅ですが)が発生しています。一般的に構造物は固有振動数以外の周波数では自由振動しないという認識をもっていますが、固有振動数以外の周波数で発生している振幅は、強制振動(ハンマーで加振したことにより発生した振動)により発生したものなのでしょうか？
以上3点についてご回答をお願いいたします。
回答 （1件中 1～1件目)
１．２．ハンマリングにより発生する振動は過渡振動
であるとするが理論で扱うのはインパルス入力。それは幅ゼロ大きさ無限大な入力。しかし実際にハンマーで叩けばそうなりません。
３．一般的に構造物は固有振動数以外の周波数では自由振動しない
であっても、固有振動数が複数あると考えたら。
固有振動数が単一のものとは棒のような単純形。しかしそれでも節が複数になる高調波の他にも、横振動、ねじり振動、縦振動などの共振点が多数あるはずです。
もう何十年前に習った教科書を持出してもﾁﾝﾌﾟﾝｶﾝﾌﾟﾝで、、、自信なし
http://photon.c.u-tokyo.ac.jp/~kuga/ss/Dumped%26ForcedOscillations/DumpedForcedOscV3.pdf
(3) 強制振動
単振動や減衰振動をする系に、角振動数ωで周期的に変化する、変位や速度に依存しない
外力 F0・cosωt を加えた運動が強制振動である。
ハンマリングの単発ではなく、連続のサイン波を加えたときの応答
ハンマリング結果でその項が出たとしても無視してよいのではと思います。
現実のハンマリングは「幅ゼロ大きさ無限大」とはなり得ず、幅と大きさがある波形となる。それは F0・cosωt に減衰がかかったもの。。。でないかと。
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お礼
2013/01/28 16:15
岩魚内さん、早急にご回答いただきありがとうございます。
＞１．２．ハンマリングにより発生する振動は過渡振動
ハンマリングにより発生する応答信号は過渡振動と考えて良いということですね。承知しました。以下についても意見をお伺いしてもよろしいですか？
==
ハンマリングにより強制振動が発生するのはなぜでしょうか？強制振動はサイン加振試験のように連続的にサイン信号を加えたときのみ発生するものであると理解しておりますが、ハンマリングのように瞬間的に加振信号を加えただけでも発生するものなのでしょうか？
==
＞３．一般的に構造物は固有振動数以外の周波数では自由振動しない
説明が不足しており申し訳ありません。
構造物には固有振動数が複数あるのは承知しております。今回の質問ですが、固有振動数以外の周波数において伝達関数の振幅が0にならない理由についてです。
ハンマリングにより測定した伝達関数を自由振動成分、強制振動成分に分けたとします。自由振動成分では固有振動数以外の周波数の振幅値が0になると思いますので、固有振動数以外の周波数で発生している振幅は強制振動により発生したものであると推測できます。この推測は正しいでしょうか？
説明を追記していただきありがとうございます。
また参考文献をご案内いただきありがとうございます。
ご回答いただいた内容、参考にさせていただきます。