シンプルだけど奥が深いハンマリング試験(振動計測)

振動計測(ハンマリング試験)についてのまとめページです。

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ハンマリング試験について計測から簡易的な振動モード形の作成までを以下のページにまとめています。

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。
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ハンマリング試験について

ハンマリング試験はシンプルですが、奥の深い振動計測の1つです。

ハンマリングの基礎的な知識についてまとめています。

振動・騒音とFFTアナライザ

  • 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アナライザは何をしているのか(内部処理)

ハンマリング試験の基礎知識

  • ハンマリング試験とは
  • ハンマリング試験の利点・欠点
  • インパルスハンマについて
  • 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)
    • 対象物の非線形性や減衰
  • 計測データの確認方法(よい計測データがとれたかどうかの確認)
    • コヒーレンス関数、再現性、線形性など

計測データ、センサの選定、多点計測

  • 実験モード解析に必要な計測データ
    • 実験モード解析:対象物の振動モード形状を確認したい場合
    • 実稼動解析:対象物の実稼動状態での振動を可視化(実稼動アニメーション)したい場合
  • 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
  • ハンマリングによる多点計測のポイント
    • 計測点のマーキングはきっちりと
    • 振動モード形を表せる計測点を選ぶ
    • FEMの固有値解析の利用
    • レーザースキャニング装置による多点計測

インパルスハンマによる加振方法

  • インパルスハンマによる加振方法
    • 加振点移動法
    • 応答点移動法
  • インパルスハンマの選定・調整(サイズ、チップ)
  • 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
    • 加振時
    • 加振点及び方向
    • 加振の瞬間
    • 加振エネルギーを叩き方で調整する場合
  • 2度叩き(ダブルハンマリング)

計測対象物の支持方法

  • 対象物の支持の重要性
  • 自由支持
  • 固定支持
  • 弾性支持

振動モード形と計測点の選定

  • 振動モード形とは
  • 線(棒)のモード形状(対象が梁状のもの)
  • 面のモード形状(対象が平面の場合)
  • 計測点数の考え方
    • 計測点数
    • 振動モードの個数
    • 対象周波数が分かっている場合
    • 振動モード系の節と加振点(可制御・可観測)
  • 【参考】基本的な振動モード形
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ハンマリングの参考情報

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。

まとめ

ここでは、振動計測(ハンマリング試験)について、以下の項目でまとめました。

  • ハンマリング試験について
    • 振動・騒音とFFTアナライザ
    • ハンマリング試験の基礎知識
    • 計測データ、センサの選定、多点計測
    • インパルスハンマによる加振方法
    • 計測対象物の支持方法
    • 振動モード形と計測点の選定
  • ハンマリングの参考情報
はかせ

振動制御を学ぶことで実験・計測とCAE、モデリングに制御と幅広く学び、出会いとチャンスにも恵まれ工学博士になりました。
CAEが珍しくない今だからこそ、実験やリアルなモノづくり体験が必要だと考えています。

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