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実験と計測

実験と計測

振動騒音と対策　ハンマリング試験　実験モード解析

「実験と計測」のカテゴリでは、実験と計測や気になり調べてみたモノづくり技術についてまとめています。

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目次

実験と計測の人気記事
Kindle本紹介：実験が主の方や設計初心者の方へ
実験と計測のカテゴリー一覧
身近にある振動や騒音と対策
はじめての音振（振動の基礎）
ハンマリング試験の体験実習ガイド
ハンマリング試験と振動計測
ハンマリング試験と実験モード解析
仮説と検証はじめの１歩：ホームランを振動現象と考えてみる
パスタブリッジでモノづくり体験（設計・組立・評価）
気になるモノづくり技術

実験と計測の人気記事

Kindle本紹介：実験が主の方や設計初心者の方へ

実験が主の方へ

振動解析を体験実習から「ハンマリング試験から始めるモード解析入門」

振動は難しい？身近にある振動を紹介した後、バットのハンマリング・データから振動モード形を描いてみます。FEMはFreeCADを使って実験モード解析と固有値解析の結果を比べます。振動の可視化をシミュレーションと実験の体験から始めてみませんか。

設計初心者の方へ

モデラーからCAEを使える設計者へ「FreeCADで始めるCAE入門」

「FreeCADで始めるCAE設計入門（Kindle）」既存の書籍やセミナーは専門的で難しすぎるという設計初心者向けに、応力解析と基本的な知識について、FreeCADのFEM（有限要素法）を使い自ら学びながらまとめました。

Amazonへ：「ハンマリング試験から始めるモード解析入門」

Amazonへ：「FreeCADで始めるCAE設計入門」

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実験と計測のカテゴリー一覧

はじめての音振

騒音や振動は難しそうと思うかもしれませんが、最初は誰もが初心者です。はじめて音振（おとしん）を学び始めた時を思い出しながら、身近な振動騒音や単振動やモデリングなどについてまとめています。

ハンマリング試験

振動計測の１つであるハンマリング試験による振動計測の基礎的な知識として、計測対象の支持方法、振動モード形と計測点の選定、ハンマリング試験を行う上でのポイントについてまとめています。

振動騒音の計測と対策

日常生活で振動や騒音を意識することは少ないと思います。意識していないからこそ気づかない、あるいは、気になったものの時間の経過と共に慣れてしまうこともあります。そうかと思えば、気になる音や振動があると、いつまでも気になり続けることもありま...

実験モード解析

実験モード解析、実稼働解析についての説明、ハンマリングによる金属バットの周波数応答関数の計測と簡易的な振動モード形の作成、ホームランを実験モード解析により考察した例をまとめています。

身近にある振動や騒音と対策

日常生活で振動や騒音を意識することは少ないと思います。気になったものの時間の経過と共に慣れてしまうこともあれば、気になってしまうと気になり続けることも少なくないのが振動や騒音です。

振動・騒音について

身近にある振動・騒音について

身近な騒音には、自動車や航空機などの乗り物の騒音、工場や工事現場などがあります。一方で、身近な振動と言われると、地震を除くと思いつくものがないかもしれません。ここでは、身近にある振動、振動現象、音と振動の関係について説明します。

振動問題の基礎知識：振動問題における実験とシミュレーションの重要性

ここでは、振動問題の基礎知識として、振動問題における実験とシミュレーションの重要性について、共振現象、自動車の振動・騒音対策のイメージ、振動対策における実験とシミュレーションの重要性について説明しています。

振動制御

身近にある振動対策：振動制御（パッシブ、アクティブ振動制御）とモデリング

様々な振動問題を解決する方法の１つに振動制御があります。振動制御に使う制振装置は、パッシプ（受動的）型、アクティブ型、両者を組み合わせたハイブリッド型と低次元化モデル作成法について説明します。

制御系設計とモデリング

制御に関する記事のカテゴリページです。IchigoJamを使ったON/OFF制御によるいちごロボの自動走行、振動モード形とアクティブ遮音、身近にある振動対策、制振のための制御系設計とモデリングなどについてまとめています。

はじめての音振（振動の基礎）

振動の基本的なことについてまとめています。

はじめての音振

騒音や振動は難しそうと思うかもしれませんが、最初は誰もが初心者です。はじめて音振（おとしん）を学び始めた時を思い出しながら、身近な振動騒音や単振動やモデリングなどについてまとめています。

ハンマリング試験の体験実習ガイド

新入社員や社内向けの体験実習などの１例として、バットのインパルスハンマを使った周波数応答関数の計測と、計測データから簡易的に振動モード形を作成するまでを１つにまとめました。

バットのハンマリング試験で始めるモード解析入門（体験実習ガイド）

実験の経験が少ない新入社員などへの体験学習を想定し、金属バットを対象に振動の計測と可視化を体験して学ぶ内容をまとめています。ハンマリング試験によりバットの周波数応答をFFTアナライザで計測し、実験データから振動モード形を作成し考察します。

振動解析を体験実習から「ハンマリング試験から始めるモード解析入門」

振動は難しい？身近にある振動を紹介した後、バットのハンマリング・データから振動モード形を描いてみます。FEMはFreeCADを使って実験モード解析と固有値解析の結果を比べます。振動の可視化をシミュレーションと実験の体験から始めてみませんか。

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ハンマリング試験と振動計測

ハンマリング試験の概要とFFTを使った振動計測についてまとめています。

振動騒音とハンマリングの概要

身近にある振動・騒音について

身近な騒音には、自動車や航空機などの乗り物の騒音、工場や工事現場などがあります。一方で、身近な振動と言われると、地震を除くと思いつくものがないかもしれません。ここでは、身近にある振動、振動現象、音と振動の関係について説明します。

ハンマリング試験：振動騒音とFFTアナライザ

ハンマリング試験に必要な基礎的な知識として、振動・騒音とFFTアナライザについて、振動問題は音から見つかる、振動・騒音問題の対策、振動の計測とFFTアナライザ、FFTアナライザを使う際のポイント、FFTアナライザの内部処理について説明します。

振動計測・解析：ハンマリング試験の基礎知識

ハンマリング試験に必要な基礎的な知識として、ハンマリング試験とは、ハンマリング試験の利点・欠点、インパルスハンマ、窓関数ハンマリング試験の注意点（対象物の特性による影響）、計測データの確認方法（よい計測データがとれたか）について説明しました。

ハンマリング試験：計測データ、センサの選定、多点計測

ハンマリング試験に必要な振動計測の手順について、実験モード解析に必要な計測データ、伝達関数（周波数応答関数）の計測に必要なデータ（時間軸波形、パワースペクトラム、周波数応答関数、コヒーレンス関数）、センサの選定及び設置について説明しました。

ハンマリングの参考

ハンマリング試験：インパルスハンマによる加振方法

ハンマリング試験におけるインパルスハンマによる加振方法について、インパルスハンマによる加振方法、インパルスハンマの選定、チップによるインパルスハンマの感度調整、インパルスハンマの使い方、２度叩き（ダブルハンマリング）について説明しました。

ハンマリング試験：計測対象物の支持方法

ハンマリング試験に必要な基礎的な知識のうち、計測対象物の支持方法について、対象物の支持の重要性、自由支持、固定支持、弾性支持について、FEMの拘束条件を含めて説明しました。

ハンマリング試験：振動モード形と計測点の選定

「振動計測（ハンマリング試験）」に必要な基礎的な知識として、振動モード形とは、線（棒）のモード形状（対象が梁状のもの）、平面のモード形状（対象が平面の場合）、計測点数の考え方、基本的な振動モード形について説明しています。

ハンマリングのコツについて振り返る。練習あるのみ？

ハンマリングはインパルスハンマ、センサ、FFTがあればできますが、やってみると奥が深く、ハンマリングのコツについて聞かれることも多いです。結局は量が質に転化するまで練習と経験なのでしょうが、ハンマリングのコツについて振り返りまとめました。

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ハンマリング試験と実験モード解析

実験モード解析の概要と、金属バットを例に簡易的な振動モード形の作成についてまとめています。

実験モード解析

実験モード解析と実稼働解析

ここでは、ホームランを振動から考えてみる方法の１つとして、振動モード形状に着目したバットの振動解析について、共振現象と周波数応答関数（伝達関数）、実験モード解析と実稼動解析について説明しています。

実験モード解析と理論モード解析（FEMの固有値解析）

ここでは、実験モード解析と理論モード解析（FEMによる固有値解析）について、振動モード形状に着目したバットの振動解析のうち、実験モード解析、理論モード解析（FEMによる固有値解析）、実験モード解析の自由度による分類について説明しています。

簡易的な振動モード形

簡易的な振動モード形の作成：伝達関数の計測手順

ホームランを振動から考えてみる方法の１つとして、振動モード形状に着目したバットの振動解析のうち、計測の準備、計測手順の概要（FFTアナライザの設定）についてポイントを含めながら説明しています。

ハンマリングによる簡易的な振動モード形の作成

ホームランを振動から考えてみる方法の１つとして、振動モード形状に着目したバットの振動解析のうち、計測：ハンマリング試験による周波数応答関数（伝達関数）の計測、データ処理：簡易的な振動モード形状の作成について説明しました。

伝達関数からバットの振動モード形を作った際の思わぬミスと注意点

これまで何度もやってきたバットのハンマリングと振動モード形作成ですが、振動モード形に違和感を感じ思わぬミスをしていたことに気づいたことがあります。計測時の周波数応答関数（伝達関数）のグラフ表示の誤りが原因でした。

仮説と検証はじめの１歩：ホームランを振動現象と考えてみる

ホームランを振動現象として考察してみる

振動計測やモード解析というと難しいイメージがあります。野球やソフトボールの経験で手ごたえがないのにホームランや根元でつまって手がしびれるといった経験とハンマリグによる伝達関数から振動をモード形として可視化し、ホームランを振動から考察します。

身近にある振動・騒音について

身近な騒音には、自動車や航空機などの乗り物の騒音、工場や工事現場などがあります。一方で、身近な振動と言われると、地震を除くと思いつくものがないかもしれません。ここでは、身近にある振動、振動現象、音と振動の関係について説明します。

FEM（有限要素解析）による固有値解析などは、以下をご参照ください。

有限要素法(FEM)

有限要素法（FEM）の基礎的な知識、FEM（FreeCAD）の固有値解析を使った平板の基本的な振動モード形と金属バットの振動モード解析、及び、実験とシミュレーショによるホームランの振動解析についてまとめています。

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パスタブリッジでモノづくり体験（設計・組立・評価）

現在のモノづくりでは、製品の一部の部品だけ、設計だけ、作るだけ、評価するだけといった役割分担が進み、設計者が自分で設計したモノを見たり、手に取ったりするリアルな機会が少なくなっています。

パスタブリッジ研修の運営側として参加したことがありますが、参加者の声を聞くと、自分たちで考え、設計し、自らの手で作るとてもよい経験になったようです。

パスタブリッジで構造力学を学ぶ：設計・組立・評価（荷重試験）まで

3D CADを設計ツールとしたモノづくりが主流となり作図工数が増え、自分で設計したモノを実際に目にしたり、手に取る機会が少なくなっています。パスタブリッジは構造力学を体感するだけでなく、１人ではできないモノづくりを知るよい機会になります。

気になるモノづくり技術

私が気になり調べてみたモノづくりや技術についてまとめています。

モノづくり技術：金属の組織観察と鋳物の製作工程

中学生の頃顕微鏡で玉ねぎの細胞を観察した覚えがあります。金属製部品（鋳物）の組織観察をすることになり鋳物の製造工程と組織観察についてまとめました。観察倍率を上げるほど観察範囲が狭くなるため、全体の観察結果と共に考察することがポイントです。

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音の伝わり方：空気中の音の反射、屈折、回折、干渉のイメージ

反射や屈折というとレンズと光をイメージしますが、音も反射や屈折をします。耳で聞く音は、空気を伝わってきますが、その伝わり方は空気の温度（気温）によっても違ってきます。音の反射、屈折、回折、干渉がどの様な現象なのか説明します。

はじめての音振

超音速飛行による衝撃波とソニックブーム、ベイパーコーンとの違い

航空機が音速を超えた時に発生する衝撃波、地上（海面）で雷のような音として聞こえるのがソニックブームです。エアショーなどの写真で見かける機体周囲の雲はベイパーコーンです。米国空軍Webのソニックブームの説明を参考にして両者の違いを説明します。

2024.03.11 2024.03.20

はじめての音振

航空機が音速（マッハ1）を超えると発生する衝撃波とソニックブーム

航空機が音速を超えると発生する衝撃波について調べはじめると、音速を超えると衝撃波が発生すること、衝撃波が地上に与える影響がソニックブームとまでは分かりましたが、その先はなかなか難しいです。私が理解できた範囲で衝撃波について説明します。

はじめての音振

試験片による強度試験：意外に難しいばね用ステンレス鋼線の引張試験

引張試験は金属材料の強度を評価するために行う強度試験の1つです。製品材料の強度確認だけでなく製品や不具合品を試験することもあります。ばね用のステンレス鋼線（SUS304）の引張試験について説明します。コイル状のSUS鋼線を使うので経験も必要です。

金属の強度試験

試験片による強度試験：アルミニウム合金鋳物（AC7A）の引張試験

引張試験は金属材料の強度を評価するために行う強度試験の1つです。製品材料の強度確認、製品そのものや不具合品の強度確認をすることもあります。引張試験の概要とJISの標準試験片によるアルミニウム合金鋳物（AC7A）の引張試験について説明します。

金属の強度試験

空気中より水中、水中より固体が速い音の伝わる速度と比較のポイント

音速は音を伝える空間や物により変わります。日常生活では音速の違いを意識していなくても、意外に身近で経験していることもあります。音の速さが空間や物により変わる身近な経験（現象）や、航空機の速度を例に比較のポイントなどについて説明します。

はじめての音振

振動・騒音の多点計測事例：戦略輸送機C-5Mスーパーギャラクシー

多点の振動・騒音計測事例として、米国空軍の戦略輸送機C-5Mスーパーギャラクシーの飛行中の貨物室の振動・騒音計測事例を紹介します。マイクロホンを12チャンネル、1軸と3軸の加速度計を計17チャンネル、合計29チャンネルの振動・騒音計測をしています。

振動騒音の計測と対策

小型航空機の工学的知識の参考にFAAパイロットハンドブック日本語版

国土交通省の「FAA発行のPilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge」の和訳(仮訳)はパイロット向けのガイドブックですが、操縦だけでなく航空機の工学的な知識についてもイラストやデータを使って書かれていて分かりやすかったのでその概要を説明します。

2023.10.02 2023.10.07

JAXAのモノづくり

JAXAの共通技術文書「音響試験ハンドブック」で学ぶ宇宙機の音響試験

音振に興味を持つきっかけになればと思い、宇宙航空研究開発機構（JAXA）の「音響試験ハンドブック」を紹介します。ロケットを対象に音と振動との関係についても書かれています。付録も詳しくイメージをつかみやすいと思います。

JAXAのモノづくり

JAXAの共通技術文書「振動試験ハンドブック」で学ぶ宇宙機の振動試験

振動に興味を持つきっかけになればと思い、宇宙航空研究開発機構（JAXA）の「振動試験ハンドブック」についてまとめています。振動というと難しそうというイメージがありますが、ロケットを対象に具体的に書かれており、イメージをつかみやすいと思います。

2023.07.17 2023.09.04

JAXAのモノづくり

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