音環境下における機械構造システムの連成応答解析とアクティブコントロール

• Project/Area Number: 05650237
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Dynamics/Control
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 中川 紀壽 広島大学, 工学部, 教授 (80031128); 中川 紀寿 広島大学, 工学, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 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)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed(Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost : ¥2,100,000); Fiscal Year 1993 : ¥2,100,000 (Direct Cost : ¥2,100,000)
• Keywords: 音励振 / 機械構造システム / アクティブコントロール / 振動インテンシティ / 音響インテンシティ

Research Abstract

近年の科学技術の急速な進歩に伴ない,工学分野における問題も複雑な様相を呈し,音環境下における機械や機器システムの連成応答問題,すなわち,音励振を受ける機械構造物や機器の性能維持および破損に関する安全性の問題が重要となってきている.そこで本研究では,このような音環境と機械構造システムとの連成問題を実験と理論の面から解析し,機械エネルギと音響エネルギ間の変換メカニズムを解明する.さらに,音場の制御として音響アクティブコントロールを行い,実験によりその有効性を検証する.以上の目的の下に行った研究結果を次に示す.
1.定常および非定常音場内における音圧分布の解析
ダクト内の音圧分布やスピーカによる音励振を受ける円板周囲の音圧分布を解析すると共に,実験結果との比較を行った.その結果,定常音場については良い一致を得,さらに三次元音響インテンシティを用いる音場の可視化を試みた.非定常音場については,今後さらに研究を進める.
2.音響境下における機械構造システムの動的応答
音環境下における機械システムの具体的対象物としてコンパクトディスク(CD)プレーヤをとり挙げ,レーザドップラ振動計を用いて,その動的変位応容とスペクトルの解析を行った.円板の回転速度や支持条件が固有振動数に与える影響について調べ,さらに音環境によるCDプレーヤの音飛び現象を実験で確かめ,ディスクの振動振幅とピックアップのフォーカス方向のサーボ特性により音飛びの発生することを明らかにした.
3.機械・音響エネルギ間のエネルギ変換メカニズム
機械構造として一般的な平板について,振動・音響インテンシティ流れを求め,各エネルギの変換メカニズムについて考察し,それぞれのエネルギ分布の対応が可能となる条件を明らかにした.
4.機械構造システムの音響アクティブコントロールに関しては,ダクトについて基礎的研究を行いその有効性を確認した.

Research Products

• [Publications] 中川 紀壽: "音響励振を受けるコンパクトディスクの応答解析" 日本機械学会講演論文集. NO.945-1. 168-170 (1994)