High frequency vibration test system using cluster control

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26820078
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute
• Principal Investigator: 福田 良司 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 開発本部開発第一部機械技術グループ, 主任研究員 (60463030)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 振動試験 / 振動モード / クラスタアクチュエーション / クラスタ制御

Outline of Annual Research Achievements

本研究は振動試験機の加振台を対象とし、クラスタ制御を応用することで、高周波数の試験を実現可能とすることを目的としている。昨年度までの研究で、在来の一般的な手法と比較して、本研究で提案するクラスタアクチュエーションによる手法は、加振台の1次モード周波数を上昇させることに加え、加振台に発現するモードの数を減少させることが可能であることを明らかにした。
今年度は実際の振動試験を想定し、加振台に試験品が搭載された状況下での加振性能の検証を行った。まず加振台中央に試験品を模擬した錘を固定し、クラスタアクチュエーションによる加振台の振動特性を実験により計測した。その結果、無負荷の際の周波数特性と比べて、1次モードの周波数が変化するといった若干の違いはみられたが、クラスタアクチュエーションの特徴である特定のモード群のみしか励起しないという特性は保たれており、試験品を搭載した加振台においても、本研究で提案する手法の有効性を示すことができた。
次に、試験品が加振台中央に対して偏積された場合を想定し、錘を加振台中心からずらして固定した際の特性について検証した。この偏積の条件を考慮した理由は、実際の試験の際に、試験品の重心が常に加振器の中心と一致するケースが少ないことから、本手法の適用範囲を見極める必要があると考えたからである。錘を偏積させると、クラスタアクチュエーションの特徴である特定のモード群のみを励起する特性が保たれなくなることが明らかとなり、制御器側に何らかの工夫が必要であることが分かった。
なお、各加振器が受ける負荷をロードセルによって計測したところ、錘のずれと比例するような結果が得られている。本課題の研究期間は28年度で終了しているが、今回整備することができた加振器群とロードセルのシステムを用いて、今後も研究を継続する予定である。