No.41「計測可視化技術(4)」
~振動解析(実験モード解析)による機械設備や構造部材の設備診断~

No.41
計測可視化技術(4) ~振動解析(実験モード解析)による機械設備や構造部材の設備診断~
Facility Diagnoses of Machines and Structure Parts by Vibration Analysis (Experimental Mode Analysis)

はじめに

設備診断における振動特性評価では、振幅と周波数特性を測定するのが一般的ですが、近年、新設設備の維持管理における仕様の厳格化により、詳細な振動解析のニーズが高まっています。そのニーズに対し当社がいち早く取り組んできた実験モード解析は有効です。

実験モード解析とその実施例

実験モード解析とは、加振試験によって対象物の固有モード(変形形状)、固有振動数、モード減衰比といった実際の固有振動特性値を求める解析手法のことで、特に、固有モードを可視化できることが特長です。

図1に回転機器を床に設置したときに生じる異常振動を、実験モード解析により可視化した診断事例を示します。

回転機器を停止した状態で床を打撃加振し、その際に発生する加振力と床の加速度から周波数応答関数を求めます。求めた関数を図2に示します。振幅の大きい周波数(共振周波数)が、回転機器の回転周波数と一致していることから、異常振動の原因は共振であることがわかります。

また、床の数箇所で同様の測定を行い、得られた周波数応答関数を用いて実験モード解析を行うことにより、図1に示した固有モード(変形形状)の可視化が可能となります。この図から、回転機器の設置部分の床面が大きく振動していることがわかり、この部分の振動を小さくすることが異常振動を抑える対策になることが分かります。

図1 床の固有モード
図1 床の固有モード
図2 周波数応答関数
図2 周波数応答関数

おわりに

当社では、ここに紹介した事例以外にも、家電製品、工業製品、自動車部品、工場設備機器などを対象にした実験モード解析の実績があり、様々な振動トラブルに対して、測定診断および対策のノウハウをご提案することができます。是非お気軽にご相談下さい。

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