振動インテンシティ計測手法を用いた加振源探査技術の開発

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07555396
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 小嶋 直哉 山口大学, 工学部, 教授 (40091186)
• 研究分担者: 斉藤 正雄 ダイキン工業(株), 機械技術研究所, 研究員 ; 岡本 誉士夫 ダイキン工業(株), 住宅空調生産本部設計部, 主事 ; 和泉 晴夫 山口大学, 工学部, 助手 (80035047) ; 周 海 島根大学, 総合理工学部, 助教授 (10250680)
• キーワード: 振動インテンシティ / 振動計測 / 加振源探査 / 振動エネルギ流れ / 可視化 / 適度応答 / 屈曲波

研究概要

静粛な環境に対する要望が高まる中、騒音源の大部分を占める機械の低騒音化が強く望まれている。実際の機械構造においては、騒音の放射源とその騒音を誘起している振動の加振源とが全く異なっている場合がほとんどで、加振源の特定および振動伝達経路の特性把握が、より根本的で有効な騒音低減対策を検討する上で極めて重要となる。本研究より、構造を構成する薄板における振動エネルギ流れが検出し、簡便で確度が高く、かつエネルギ流れの状況を認識しやすい表示で提供することが、ある程度可能となった。
本課題における基本技術は、構造の面外振動成分のうち屈曲波により伝達される、単位時間、単位幅当りのエネルギ(振動インテンシティ:Vl)を検出することである。この際、従来の解析法のように振動インテンシティを時間平均量として解析していたのでは、時々刻々変化するエネルギ流れの変化を捉えることはできず、有効な情報は得られない。そこで、スペクトル技術において時間変動量を検出するためのエンベロープ手法を導入し、その算出手順を簡略化する基礎式を導くと共に、これに基ずき実測可能な3チャンネルVlピックアップを製作した。
構造の曲面に対しては、振動インテンシティの表現式に薄板弾性理論を導入することによりその基礎式を導き、実用可能な簡略化を行った。曲面に対しては異方性が顕著であり、特に周方向においては屈曲波の検出に面内振動の検出が必要とされる。この点についても、振動インテンシティが計測可能なシステムを構築した。
これらの結果をふまえ、平板理論に基ずく3チャンネル法を実際の構造物に適用した。この際、曲面や周辺部などへの適用限界を屈曲波の波長との関係において明らかにした。これらの手法により、実構造物においても振動エネルギ流れをある程度明らかにでき、本手法が騒音低減対策において有効な技術となり得ることを示せた。

研究成果

• [文献書誌] Zhou,Hai: "The Measurement of Vibration Intensity on the Cylindrical Casing of Compressor" Proceedings of Inter-Noise'95. 677-680 (1995)
• [文献書誌] 周,海: "3チャンネル法による平板の振動インテンシティ計測に関する基礎的研究" 山口大学工学部研究報告. 46・1. 1-8 (1995)
• [文献書誌] 常,建宇: "平板におけるエンベロープ振動インテンシティ計測に関する基礎的研究" 山口大学工学部研究報告. 46・1. 9-16 (1995)
• [文献書誌] 小嶋,直哉: "曲率を持った薄板における振動インテンシティに関する一検討" 日本機械学会VSTech'95講演論文集. 144-147 (1995)
• [文献書誌] 小嶋,直哉: "振動インテンシティ法による段差を有する平板の振動伝搬解析" 日本機械学会山口地方講演会講演論文集. 221-222 (1995)
• [文献書誌] 小嶋,直哉: "有限差分法を用いた曲板内の振動インテンシティ計測" 日本機械学会中国四国支部第34期総会講演論文集. 199-200 (1996)
• [文献書誌] 小嶋,直哉: "振動インテンシティ計測の課題と展望(招待講演)" 日本音響学会平成8年度春季研究発表会講演論文集. 701-704 (1996)
• [文献書誌] Kojima,Naoya: "Measurement of Vibration Intensity in U-Shaped Shell" Proceedings of Inter-Noise'96. 1379-1382 (1996)
• [文献書誌] Kojima,Naoya: "Visualization of Transient Vibrational Energy Flow in a Shell Structure" Proceedings of ASVA'97. 543-548 (1997)
• [文献書誌] Kojima,Naoya: "Measurement of Transient Vibrational Power Flow in a Car Door Panel Using Intensity Technique" SAE Proceedings of The 1997 Noise and Vibration Conference. 1289-1295 (1997)
• [文献書誌] 平湯,徹: "曲板におけるレーザ振動計を用いた振動エネルギーの計測" 日本機械学会VSTech'97講演論文集. 196-199 (1997)
• [文献書誌] Kojima,Naoya: "An Experimental Attempt to Identify Vibration Energy Flow on Car Exterior Panel through Intensity Method" Transactions of European Conference on Vehicle Noise & Vibration,IME. (掲載決定). (1998)
• [文献書誌] 周,海: "U形シェルの湾曲部における振動インテンシティ計測" 日本機械学会論文集(C編). (掲載決定). (1998)
• [文献書誌] 梅澤,清彦: "静粛工学" 開発社(松原季男), 397 (1995)