固有振動数について

質問

物体が損傷を起こすと固有振動数が変化(減少)すると思うのですが無傷の状態の固有振動数からどの程度の割合で減少した場合、その物体自体が危険と判断できるのでしょうか？文献を探してもなかなか見つけることができなくて困っています。分かる方いましたらよろしくお願いします。

回答No.3

noname#230359 · ベストアンサー

実務で使いたいのか純粋に解析のみなのかわかりませんし『実用的でない』
ということで納得されているみたいなので、私の方からは情報程度に
“補足”の中で
>ただ私が今解析している物体では傷を深くしていった場合
>固有振動数が下がっています。

と書かれています。
その解析が信用するに足るものであり かつ、本当に
そのような相関が確認できるのであれば簡単かと思います。
あなたのおっしゃる『危険』というのが破断である場合、
傷の深さと固有振動数、その時の応力について解析し、破断応力に対し
どの程度かを見ればよろしいのでは？
破断ではなく変形（剛性）の場合も同じことが言えるのでは？
傷の深さ、固有振動数、あなたの言わる“危険”のパラメータそれぞれを
見るだけだと思いますが・・・

回答No.5

noname#230359

基本的な意見としては，回答(3)さんとほぼ同じです。
何が危険なのかというのは，我々のように，貴殿の製品を良く知らない全くの赤の他人にはわかりません。それは製品のことを良く知っている貴殿が決定することです。

ところで，
>ただ私が今解析している物体では傷を深くしていった場合
>固有振動数が下がっています。

ですが，傷より上がマス，傷が残っている部分がバネとして作用していると考えれば，当然傷が深いほど剛性が下がるわけですから，固有振動数は低下します。なので，この場合の固有値は，比較的低周波域であると推定できますが，いかがでしょう？

このことから考えると，貴殿が危険であると判断した傷の深さがわかれば，その深さの時の固有値を測定しておけば，管理値にすることもできます。ただし，ある程度の安全率を見込む必要がありますが。

回答No.4

noname#230359

実用に関して言えば、
設置面に対してどの位置が損傷するかで、
危険性というのは変わって来ると思います.
例えば、ビルの一階と最上階とでは、
同程度の切れ込みを入れても意味は違って来る訳です.

回答No.2

noname#230359

過去に同じような質問をされていますね。
その時と同じアドバイスをします。
質問内容が漠然としています。
具体的な内容を示さないと回答できないと思います。

また、求めている"危険"とはどのような状況を想定しているのかもわかりません。
"破壊"は必ずしも"危険"ではありません。
例えば、電気機器では"危険(発火や発煙)"回避の為、安全に"破壊"されることを要求されます。

もう一度、求める基準と具体的な状況をまとめてから再度質問されることをお勧めします。

回答No.1

noname#230359

減少するとはかぎらない
損傷すると固有振動数が変わるだけ、高くなるかもしれないし、低くなるかもしれない

打撃検査
http://www.kodo.javada.or.jp/kodo04/t36/t36.htm

打撃検査というのは、昔のSLなどで、ハンマーで叩きその音がいつもの違うかどうかを調べる方法です（固有振動数を利用している）

固有振動数は、形状、材質などで決まります
同じ形、同じ材料なら理論上同じ固有振動数を有する

クラックやねじのゆるみが発生すると、固有振動数が変わり音が変わるというものです

打撃検査でわかるのは、いつもと違うということだけです
（クラックだけでなく、どっかにあたっているなどでも固有振動数は変わるから、文字通り　いつもと違うことしかわからない）

1.固有振動数　＝　クラックの深さ　という考えは難しいと思います
クラックの形状によっても固有振動数は変わる
2.固有振動数は形状によってきまるので、もしかすると、クラック発生してるのに、固有振動数は変わらないということも１００％言い切れない

同じような質問だありましたが
まあ、普通は、クラックが発生した時点で危険とみなされます
クラックが発生すると加速的に、破壊されるから

そのため、クラックの検出法はいろいろありますが、深さはあまり見ません
数年前まで開発中だった、電磁誘導を使ったやつぐらいしか、深さを見るやつは知らない
↑
いまはどうなっているか知らないが

普通やられている、試験方法
磁気探傷試験
http://www.sonic-jp.com/p10.html
↑
磁気で見る　

超音波探傷試験
http://www.engy-sqr.com/kaisetu/current%20topics/ut_exam.htm
理論的には固有振動数と同じ

浸透探傷試験
http://www.takara-kousan.co.jp/new_page_34.htm
毛細管現象を利用したもの

渦電流探傷試験
http://ci.nii.ac.jp/naid/110003828340/
↑
たぶんこれが、傷の深さも見えるやつだったと思う
まだ、実用化はされていないようです

X線探傷試験
↑
たんにX線透過しただけだと何がなんだか…orz
CT時間がかかる

クラックの深さを測ることは、非常に難しくほとんど実用化されてないと思います
実用化されているものは、クラックの有り無しを判定するぐらいしかない

お礼

クラックの深さで判定することは実用的ではないことが分かりました。他の方法で考えてみます。ありがとうございました。

補足

ありがとうございます。勉強不足でした。
ただ私が今解析している物体では傷を深くしていった場合固有振動数が下がっています。どの程度固有振動数が下がっていればその物体が危険と判断できるのか分かりません。例として50×50×200mmの物体を考えています。

　　　正面図
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| ＜　←亀裂をだんだん深くしていき、その都度固有振動数を
| |　　求めています。どの程度の深さで危険なのでしょうか？
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