振動対策の分類:構造変更と振動制御(振動絶縁と制振)

振動対策は、

  • 対象物の設計変更をする構造変更
  • 振動制御
    • 振動絶縁
    • 制振

に分けることができます。

振動対策のそれぞれについて、簡単に説明します。

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構造変更

  • 構造物そのものを外乱に対し強い構造になるよう設計を変更する、柔軟構造設計法などがあります。
  • 構造変更は、建築物に対し積極的に減衰を付与する設計ではないため、外乱による建築物の振動エネルギーを効果的に吸収することはできないため、構造変更のみでは十分な振動対策が難しくなってきています。
簡単に言うと、風などの外乱に対し、ビルの構造で揺れを吸収するように設計することです。(少々乱暴な表現ですが)
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振動制御

振動制御は、振動絶縁と制振に分けることができます。

「制震」と書く場合もあるようですが、文字通りの「地震を制する」というのは無理があると考えているため、「制振」を使っています。

振動絶縁

  • 振動源から制振対象に伝達される振動を遮断、緩和することです。
  • 主としてパッシブな方法で、精密加工を行う工作機械や低層ビル等に使われています。
  • 超LSIの製造装置等、振動遮断を実現するアクティブ除振などもあります。
簡単に言うと、路面振動などの影響を受けないように、工作機械を地面(基礎)から切り離すようにすることです。

制振

  • 制振対象の内部減衰の不足を外部から補い、共振や不安定振動の防止、過渡振動の速やかな減衰を図ります。
  • パッシブ制振は、動吸振器により、パッシブに減衰を付与する方式です。
  • アクティブ制振は、制振装置に制御力を加え制振対象にアクティブに減衰を加える方式です。
  • アクティブ制振は、パッシブ制振よりも制振効果が大きく、制振対象のパラメータ変動にも強いというメリットがあります。
外乱などによる振動に対し、振動を抑制する(減衰を付与する)制振装置を使う方法です。
パッシブとアクティブの違いを自動車のサスペンションに例えると、路面振動をダンバーで吸収するのがパッシブ方式、路面振動に合わせてサスペンションを動かす(ダンパーのバネや減衰を変化させる)のがアクティブ方式となります。

まとめ

ここでは、振動対策を構造変更と振動制御に分類し、以下の内容について説明しました。

  • 対象物の設計変更をする構造変更
  • 振動制御
    • 振動絶縁
    • 制振
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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