2002 Fiscal Year Annual Research Report
モード解析とウエーブレットによるクラックの検出・位置特定と故障診断システムの開発
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14550215
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
石田 幸男 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10092991)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高 行男 中日本自動車短期大学, 自動車工業科, 教授 (80141399)
劉 軍 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70345924)
井上 剛志 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 講師 (70273258)
長坂 今夫 中部大学, 工学部, 助教授 (60102779)
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| Keywords | 回転軸 / クラック / 疲労 / 共振現象 / 振動診断 |
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| Research Abstract |
回転機械においては周期的な力が常に加わるため,疲労によりクラックが発生して大事故につながる恐れがある。このクラックの発生を振動特性の変化を観察することにより発見する方法を研究した。
弾性軸に1個の円板を取り付けた回転軸系の実験装置を製作した。弾性軸には2種類の方法でクラックを入れた。1つは切り欠きをつくり,それと正確に同じ寸法の部材をいれたもの,もうひとつは横方向荷重をかけて軸を回転させる方法により疲労試験を行って作ったものである。前者はその大きさがコントロールしやすいのであるが,実際のクラックと性質が多少ことなる恐れがある。後者は現実のクラックと同じであるが,希望の大きさのものが作りにくいという難しさがある。まず,前者の装置を用いてクラックが発生したときの定常応答に共振曲線が不つりあいによってどのように変化するかを調べ,不つりあいの方向により不安定領域がでるなど,著しい変化を生じることを確認した。同時に,回転速度を一定角速度で変化させたときの非定常振動特性を調べた。
上記の実験装置に対応する回転軸の理論モデルを構築して,その定常振動における各種の共振現象をについて,理論解析を数値シミュレーションを行い,特性を明らかにした。また非定常振動についても,数値シミュレーションにより振動特性を明らかにした。これらの結果と実験結果を比較検討し,理論モデルの妥当性を確認するとともに,2つの結果を合わせ,クラック発生時の特性を解明できた。つぎに,これらの特性をモード解析などの理論により詳細に明らかにできないか検討中である。
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