機械系の音響予知・診断システム開発に関する研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02555051
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 中川 紀壽 広島大学, 工学部, 教授 (80031128)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永村 和照 広島大学, 工学部, 助教授 (70108794) ; 末沢 公彦 シャープ(株), 通信オーディオ研究所, 主任研究員 ; 森田 茂 マツダ(株), 技術研究所, 次長研究員 ; 関口 泰久 広島大学, 工学部, 助手 (60226644) ; 池田 隆 広島大学, 工学部, 助教授 (50115523)
• Keywords: 音響異常診断 / デ-タベ-ス / 音響パラメ-タ / 三次元音響インテンシティ / 音場の可視化 / アクティブコントロ-ル / 予知・診断システム / 過渡音響

Research Abstract

近年の機械系においては,高性能,高パワ-,大容量化と共にコンピュ-タ制御化が促進され,無人運転が増大しているが,そのため一度事故が発生すると被害は大規模となり,この事態を未然に防ぐためには,機械系を常時又は定期的に測定,監視して異常状態を診断し,安全性を高めることが要求されている.また最近は,異常察知・修復能力を有する熟練者もますます希少化してきているため,熟練者が持つ,異常に対する高度な能力を工学的に引き出して整理し,基本的な訓練を受けた人であれば,熟練者以外でも対応できるような異常予知・診断システムを開発する必要がある.そこで本研究では,このような機械系の運転状態の異常を予知・診断および修復するために,これまでのような振動デ-タのみに頼ることから脱却し,新しく音響的測定デ-タ,特に音響スペクトルの時間的変化や三次元音響インテンシティに着目し,機械系の音響予知・診断システムを開発する.得られた主な結果を以下に示す.
(1)定常運転時に発生する異常音の特徴を多量のデ-タについて抽出する必要があるため,必要な特徴を残した状態で,原波形のデ-タ数をコンピュ-タ処理に適した数に抑えたデ-タベ-スの構築を行った.
(2)デ-タバンクに集積した種々の音響デ-タについて,音響インテンシティや音圧,スペクトルの時間的変化などの解析を行い,異常を特徴づける音響パラメ-タの選定を行った.
(3)定常運転時における三次元音響インテンシティを測定し,音響エネルギ流をれ明らかにすると共に,音場設計に有効な,音場の可視化を定常音および過渡音について行った.
(4)音響の異常予知や原因の同定のみでなく,修復技術も必要であるため,さらに音場のアクティブコントロ-ルの研究を進め,以上の研究成果を基に,基響異常予知・診断システムのプロトタイプを作成した.

Research Products

• [Publications] 中川 紀壽,青木 誠: "音の可視化に関する研究(第2報,3次元音響インテンシティによる可視化)" 日本機械学会機械力学講演論文集. B. 215-218 (1990)
• [Publications] 中川 紀壽,内藤 至隆: "音響によるころがり軸受の異常診断" 日本機械学会講演論文集. 343-345 (1991)
• [Publications] 中川 紀壽,青木 誠: "複素音響インテンシティを用いたアクティブ・ノイズコントロ-ル(境界要素法によるシミュレ-ション)" 日本機械学会機械力学・計測制御講演論文集. A. 207-212 (1991)
• [Publications] 中川 紀壽,池田 隆,関口 泰久,金 明坤: "粘弾性片持はりの制振特性評価" 日本機械学会講演論文集. C. 113-115 (1991)
• [Publications] 中川 紀壽,青木 誠: "複素音響インテンシティを用いた音場解析" 日本機械学会講演論文集. 65-67 (1992)
• [Publications] N.Nakagawa;O.Mahrenholtz: "Diagnosis of Machines by Using Sound Information" (1992)
• [Publications] 中川 紀壽,池田 隆,関口 泰久,劉永 勲: "粘弾性層を持つ長方形板の音響放射特性" 日本航空宇宙学会講演論文集. 89-92 (1991)
• [Publications] 中川 紀壽,池田 隆,関口 泰久,金 明坤: "粘弾性積層片持はりの制振特性評価(モ-ドによる損矢係数の比較)" 日本機械学会講演論文集. 76-78 (1992)
• [Publications] 中川 紀壽,青木 誠,東 明彦: "複素音響インテンシティと音場の関係について" 日本機械学会講演論文集. (1992)
• [Publications] 中川 紀壽,青木 誠: "複素音響インテンシティによる音場の制御" 日本機械学会論文集. (1992)
• [Publications] 森田 茂: "ユ-ザからメ-カに望むことー乗用車の騒音振動対策用材料としてー" 制振材料研究会. (1990)
• [Publications] 森田 茂,林 哲男,熊野 昌平,宇都宮 昭則: "部分構造合成法における結合部剛性および回転自由度取扱いの簡素化" 日本機械学会論文集. 57. 120-125 (1991)
• [Publications] 永村 和照,寺内 喜男,張 賢,大野 徹: "まがり歯かさ歯車の動特性に関する研究" 日本機械学会講演論文集. C. 239-241 (1991)