JP3417990B2 - Torsional vibration generator and torsional vibration generating method - Google Patents
Torsional vibration generator and torsional vibration generating methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ねじり振動発生器お
よびねじり振動発生方法に関し、特に、弾性率や減衰率
（減衰能）などを求めるために試料にねじり振動を与え
るためのねじり振動発生器およびねじり振動発生方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torsional vibration generator and a torsional vibration generating method, and more particularly, to a torsional vibration generator for imparting a torsional vibration to a sample in order to obtain elastic modulus and damping ratio (damping ability). And a method for generating torsional vibration.
【０００２】[0002]
【従来の技術】各種の材料からなる試料にねじり振動を
与える場合、従来では試料の片側もしくは両側を固定ま
たは支持する方法が用いられていた。図１３は、従来の
ねじり振動発生器を示した斜視図である。図１３を参照
して、従来のねじり振動発生器では、試料３５０の一端
が固定部３０１によって固定されている。試料３５０の
他端には試料３５０にねじり振動を与えるための振動部
３０２が取付けられている。振動部３０２には試料３５
０に対して垂直方向に延びるように１対の振動棒３０３
が取付けられている。振動棒３０３の自由端から所定の
間隔を隔てて振動棒３０３にねじり振動を与えるように
１対のねじり振動駆動部３０４および３０５が設置され
ている。振動棒３０３に対してねじり振動駆動部３０５
が設置される側と反対側に、ねじり振動された試料３５
０の固有振動数を検出するためのねじり振動検出器３０
６が設置されている。2. Description of the Related Art When a sample made of various materials is subjected to torsional vibration, a method of fixing or supporting one side or both sides of the sample has been conventionally used. FIG. 13 is a perspective view showing a conventional torsional vibration generator. Referring to FIG. 13, in the conventional torsional vibration generator, one end of sample 350 is fixed by fixing portion 301. At the other end of the sample 350, a vibrating section 302 for applying torsional vibration to the sample 350 is attached. The sample 35 is attached to the vibrating section 302.
A pair of vibrating rods 303 extending in the direction perpendicular to 0
Is installed. A pair of torsional vibration driving units 304 and 305 are installed at a predetermined distance from the free end of the vibration rod 303 so as to apply torsional vibration to the vibration rod 303. Torsional vibration drive unit 305 with respect to the vibration rod 303
On the opposite side to the side where the
Torsional vibration detector 30 for detecting a natural frequency of 0
6 is installed.
【０００３】動作としては、ねじり振動駆動部３０４お
よび３０５に同じ交流電圧を印加する。ねじり振動駆動
部３０４および３０５はコイルによって構成されてお
り、このコイルに交流電圧を流すことにより、磁力を発
生させる。その磁力によって、振動棒３０３を図中の矢
印の方向に振動させる。これにより、試料３５０には、
ねじり振動が与えられる。ねじり振動が与えられた試料
３５０は共鳴現象によって大きく振動する。その共鳴現
象によって大きく振動された試料３５０の固有振動数を
ねじり振動検出器３０６によって検出する。そして、そ
の固有振動数から所定の計算式に基づいて剛性率（横弾
性係数）Ｇが算出される。従来では、上記のようなねじ
り振動発生器を用いて剛性率などの測定が行なわれてい
た。In operation, the same AC voltage is applied to the torsional vibration drive units 304 and 305. The torsional vibration drive units 304 and 305 are composed of coils, and an AC voltage is applied to the coils to generate a magnetic force. The magnetic force causes the vibrating rod 303 to vibrate in the direction of the arrow in the figure. As a result, the sample 350 has
Torsional vibration is applied. The sample 350 to which the torsional vibration is applied vibrates greatly due to the resonance phenomenon. The torsional vibration detector 306 detects the natural frequency of the sample 350 vibrated greatly by the resonance phenomenon. Then, the rigidity ratio (lateral elastic modulus) G is calculated from the natural frequency based on a predetermined calculation formula. Conventionally, the rigidity ratio and the like have been measured using the torsional vibration generator as described above.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のねじり
振動発生器では、試料３５０の固定の仕方や固定の熟練
度によって振動数が変化してしまうという不都合があっ
た。このため、試料３５０の真の振動数を測定するのが
非常に困難であり、測定精度を向上できないという問題
点があった。これを解決するために、従来では、複雑な
理論式と膨大な量の実験による補正値が必要であった。
下記の式（１）は図１３に示したような従来の片側固定
式のねじり振動発生器での計算式である。The conventional torsional vibration generator described above has a disadvantage that the vibration frequency changes depending on the manner of fixing the sample 350 and the degree of fixing skill. Therefore, it is very difficult to measure the true frequency of the sample 350, and the measurement accuracy cannot be improved. In order to solve this, conventionally, a complicated theoretical formula and an enormous amount of experimental correction values were required.
The following formula (1) is a calculation formula in the conventional one-side fixed torsional vibration generator as shown in FIG.
【０００５】[0005]
【数１】 [Equation 1]
【０００６】上記式（１）を参照して、ｆは振動数、Ｋ
は装置補正値、Ｇは剛性率、Ｌは長さ、αは定数、Ｔは
厚み、Ｗは幅である。このうち、Ｋおよびαを定めるに
は膨大な量の実験が必要であるとともに、これらは固定
値ではなく装置ごとに異なる補正値（Ｋおよびα）が必
要であるという問題点があった。さらに、図１３に示し
た片側固定方式では、片側を固定しているため、強い力
でねじり振動させる必要があり、振動側に加振のための
機構を付加する必要があった。図１３に示した構造で
は、振動棒３０３がこれに相当し、この振動棒３０３が
複雑な形状の重りとして振動に影響し、その結果、固定
による補正に加えてより複雑な計算式と補正式の算出が
必要であるという問題点もあった。このような問題点
は、片側固定方式のみならず両側固定方式においても同
様に発生する。Referring to the above equation (1), f is the frequency, K
Is a device correction value, G is a rigidity, L is a length, α is a constant, T is a thickness, and W is a width. Among them, there is a problem that a huge amount of experiments are required to determine K and α, and these are not fixed values but different correction values (K and α) are required for each device. Further, in the one-side fixing method shown in FIG. 13, since one side is fixed, it is necessary to cause torsional vibration with a strong force, and it is necessary to add a mechanism for vibrating on the vibrating side. In the structure shown in FIG. 13, the vibrating rod 303 corresponds to this, and this vibrating rod 303 affects vibration as a weight having a complicated shape, and as a result, in addition to correction by fixing, a more complicated calculation formula and correction formula are used. There was also a problem that it was necessary to calculate Such a problem occurs not only in the one-sided fixing method but also in the two-sided fixing method.
【０００７】このように、従来の固定方式によるねじり
振動発生器では、複雑な補正式を用いることなくねじり
振動数を精度よく測定するのは困難であった。また、人
による熟練度などの不確実な要素が補正式中に含まれる
ため複雑な補正式を用いたとしても測定精度を向上させ
るのは困難であった。As described above, it is difficult for the conventional torsional vibration generator based on the fixed system to accurately measure the torsional vibration frequency without using a complicated correction equation. In addition, it is difficult to improve the measurement accuracy even if a complicated correction formula is used because an uncertain factor such as the degree of skill by a person is included in the correction formula.
【０００８】この発明は、上記のような課題を解決する
ためのなされたもので、請求項１〜３に記載の発明の目
的は、複雑な補正式を用いることなくねじり振動数の測
定精度を向上することが可能なねじり振動発生器を提供
することである。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the measurement accuracy of the torsional frequency without using a complicated correction formula. It is to provide a torsional vibration generator that can be improved.
【０００９】請求項１〜３に記載の発明の目的は、単純
な境界条件による振動解析の式がほぼそのまま成り立つ
ようなねじり振動発生器を提供することである。An object of the invention described in claims 1 to 3 is to provide a torsional vibration generator in which the equations for vibration analysis based on simple boundary conditions are substantially valid.
【００１０】請求項４および５に記載の発明の目的は、
複雑な補正式を必要とすることなくねじり振動数を精度
よく測定することが可能な実用的なねじり振動発生方法
を提供することである。The objects of the inventions described in claims 4 and 5 are:
It is an object of the present invention to provide a practical torsional vibration generating method capable of accurately measuring the torsional vibration frequency without requiring a complicated correction formula.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項１および２におけ
るねじり振動発生器では、試料のねじり中心を保持する
ための試料保持手段が設けられている。また試料にねじ
り振動を与えるためのねじり振動付与手段が設けられて
いる。好ましくは、上記したねじり振動付与手段は、試
料の一表面を２つの中心線で４つの領域に区分した場合
に少なくとも対角にある２つの領域に対向するように設
置された２つのねじり振動駆動部を含んでいる。In the torsional vibration generator according to the first and second aspects, sample holding means for holding the torsion center of the sample is provided. Further, a torsional vibration imparting means for imparting torsional vibration to the sample is provided. Preferably, the above-mentioned torsional vibration imparting means is provided with two torsional vibration driving devices which are installed so as to oppose at least two diagonal regions when one surface of the sample is divided into four regions by two centerlines. Including parts.
【００１２】請求項３におけるねじり振動発生器では、
試料の一表面の中心線の少なくとも一部を保持するため
の試料保持手段が設けられている。また、試料にねじり
振動を与えるためのねじり振動付与手段も設けられてい
る。In the torsional vibration generator according to claim 3,
Sample holding means is provided for holding at least a part of the center line of one surface of the sample. Further, a torsional vibration imparting means for imparting torsional vibration to the sample is also provided.
【００１３】請求項４におけるねじり振動発生方法で
は、まず試料のねじり中心が保持される。そして、試料
にねじり振動が与えられる。In the torsional vibration generating method according to the fourth aspect, first, the torsion center of the sample is held. Then, torsional vibration is applied to the sample.
【００１４】請求項５におけるねじり振動発生方法で
は、まず、試料の一表面の中心線の少なくとも一部が保
持される。そして、試料にねじり振動が与えられる。In the torsional vibration generating method according to the fifth aspect, first, at least a part of the center line of one surface of the sample is held. Then, torsional vibration is applied to the sample.
【００１５】[0015]
【作用】請求項１および２に係るねじり振動発生器で
は、試料をねじった場合にその位置が変化しないねじり
中心が試料保持手段によって保持されるので、ねじり振
動をさせたとしても試料保持手段がねじり振動に影響を
及ぼすことはない。それにより、単純な境界条件による
振動解析の式がそのまま成り立ち、複雑な補正式が必要
でなくなる。また、振動に影響のないねじり中心が保持
されるので、従来の片側または両側固定方式のように試
料の固定の熟練度などが振動数に影響することもない。
これにより、測定精度が飛躍的に向上される。In the torsional vibration generator according to the first and second aspects, the sample holding means holds the torsion center whose position does not change when the sample is twisted. It does not affect torsional vibration. As a result, the equation for vibration analysis based on the simple boundary conditions holds as it is, and a complicated correction equation is not necessary. Further, since the torsion center that does not affect the vibration is held, the frequency of vibration does not affect the skill level of fixing the sample unlike the conventional one-sided or both-sided fixing method.
This dramatically improves the measurement accuracy.
【００１６】請求項３に係るねじり振動発生器では、ね
じり振動にほとんど影響のない試料の一表面の中心線の
少なくとも一部が試料保持手段によって保持されるの
で、単純な境界条件による振動解析の式がほぼそのまま
成り立ち、複雑な補正式が必要でなくなる。また、試料
の一表面の中心線の少なくとも一部が試料保持手段によ
って保持されるので、試料保持手段上に試料を置くだけ
で試料の保持が行なわれ、試料保持動作が従来に比べて
簡便になる。In the torsional vibration generator according to the third aspect, since at least a part of the center line of one surface of the sample which has almost no influence on the torsional vibration is held by the sample holding means, the vibration analysis based on the simple boundary condition can be performed. The equations hold almost as they are, and complicated correction equations are not necessary. Further, since at least a part of the center line of the one surface of the sample is held by the sample holding means, the sample can be held simply by placing the sample on the sample holding means, and the sample holding operation is simpler than the conventional one. Become.
【００１７】請求項４に係るねじり振動発生方法では、
試料のねじり中心が保持された後試料にねじり振動が与
えられるので、従来の固定方式のように試料保持部がね
じり振動に悪影響を及ぼすことはない。これにより、単
純な境界条件による振動解析の式がそのまま成り立ち、
複雑な補正式を必要とせずに高精度なねじり振動測定が
行なわれる。In the torsional vibration generating method according to the fourth aspect,
Since the torsional vibration is applied to the sample after the torsional center of the sample is held, the sample holder does not adversely affect the torsional vibration unlike the conventional fixing method. As a result, the equations for vibration analysis based on simple boundary conditions hold,
Accurate torsional vibration measurement is performed without the need for complicated correction formulas.
【００１８】請求項５に係るねじり振動発生方法では、
振動にほとんど影響しない試料の一表面の中心線の少な
くとも一部が保持された後試料ににねじり振動が与えら
れるので、単純な境界条件による振動解析の式がほぼそ
のまま成り立ち複雑な補正式が必要でなくなる。In the torsional vibration generating method according to claim 5,
The torsional vibration is applied to the sample after at least a part of the center line of one surface of the sample, which has almost no influence on vibration, is retained, so the equation for vibration analysis based on simple boundary conditions holds almost as it is and a complicated correction equation is required. No longer.
【００１９】[0019]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２０】図１は、本発明の第１実施例によるねじり
振動発生器を示した平面図であり、図２は図１に示した
第１実施例のねじり振動発生器の側面図である。図１お
よび図２を参照して、第１実施例によるねじり振動発生
器では、試料１００のねじり中心を支持ピン１ａ，１
ｂ，１ｃおよび１ｄによって支持する。ここで、ねじり
中心とは、試料をねじった場合に動かない部分であり、
試料１００の縦横の両断面中心がこれに相当する。図３
は、試料１００の支持状態を示した斜視図であり、図４
は試料１００をねじった場合の状態を示した斜視図であ
る。FIG. 1 is a plan view showing a torsional vibration generator according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the torsional vibration generator according to the first embodiment shown in FIG. With reference to FIGS. 1 and 2, in the torsional vibration generator according to the first embodiment, the torsional center of the sample 100 is supported by the support pins 1 a, 1.
supported by b, 1c and 1d. Here, the twist center is a portion that does not move when the sample is twisted,
The center of both vertical and horizontal cross sections of the sample 100 corresponds to this. Figure 3
4 is a perspective view showing a supporting state of the sample 100, and FIG.
[Fig. 3] is a perspective view showing a state when the sample 100 is twisted.
【００２１】図３および図４を参照して、支持ピン１ａ
〜１ｄによって支えられた断面中心は試料１００をねじ
った場合にもその位置が変化しないことがわかる。この
ように、試料１００の断面中心（ねじり中心）を４つの
支持ピン１ａ〜１ｄにより支持することにより、試料１
００にねじり振動を与えた場合にその試料１００のねじ
り振動に支持ピン１ａ〜１ｄが影響を及ぼすことがな
い。その結果、単純な境界条件による振動解析の式がそ
のまま成り立ち、従来のように複雑な補正式は必要でな
くなる。これにより、複雑な補正式の中に含まれる人に
よる熟練度などの不確実な要素が計算式に入らなくな
り、その結果測定精度を飛躍的に向上することができ
る。With reference to FIGS. 3 and 4, the support pin 1a
It can be seen that the position of the center of the cross section supported by ~ 1d does not change even when the sample 100 is twisted. In this way, by supporting the cross-sectional center (twisting center) of the sample 100 by the four support pins 1a to 1d, the sample 1
When the torsional vibration is applied to 00, the support pins 1a to 1d do not affect the torsional vibration of the sample 100. As a result, the equation for vibration analysis based on the simple boundary condition is maintained, and a complicated correction equation as in the past is not necessary. As a result, uncertain factors such as the skill level of a person included in the complicated correction formula are not included in the calculation formula, and as a result, the measurement accuracy can be dramatically improved.
【００２２】次に、ねじり振動の発生機構および検出機
構について説明する。この第１実施例では、試料１００
の上部表面を２つの中心線で４つの領域に区分した場合
に対角にある２つの領域に対向するようにねじり振動駆
動部２ａおよび２ｄが設けられている。また、試料１０
０の下部表面の対角にある２つの領域に対向するように
ねじり振動駆動部２ｂおよび２ｃが設置されている。ね
じり振動駆動部２ａ〜２ｄは、増幅器４に接続されてお
り、増幅器４には直流または交流発生器５が接続されて
いる。また、試料１００の上部表面の所定領域に対向す
るようにねじり振動検出器３が設置されている。ねじり
振動検出器３は、最も振動変位の大きい試料１００の角
部近傍に配置される。また、ねじり振動検出器３は増幅
器６に接続されており、増幅器６には周波数計測器７が
接続されている。Next, a mechanism for generating and detecting a torsional vibration will be described. In this first embodiment, the sample 100
The torsional vibration drive units 2a and 2d are provided so as to face two diagonal regions when the upper surface of the is divided into four regions by two center lines. In addition, sample 10
The torsional vibration drive units 2b and 2c are installed so as to face two diagonally opposite regions of the 0 lower surface. The torsional vibration drive units 2 a to 2 d are connected to the amplifier 4, and the amplifier 4 is connected to the DC or AC generator 5. Further, the torsional vibration detector 3 is installed so as to face a predetermined area on the upper surface of the sample 100. The torsional vibration detector 3 is arranged near the corner of the sample 100 having the largest vibration displacement. The torsional vibration detector 3 is connected to the amplifier 6, and the amplifier 6 is connected to the frequency measuring device 7.
【００２３】ここで、ねじり振動を加える方法として
は、一時の撃力を与えてその後に振動を発生させる場合
と連続的に交番力を与えて共振させる方法とがある。撃
力を与える方法としては、ハンマリングする方法と以下
に説明する直流または交流発生器５のうちの直流発生の
機能を用いて強力な力を瞬時に与える場合とが考えられ
る。連続的に交番力を与える方法としては、電気力，磁
気力および音波などによる方法が上げられる。磁気力お
よび音波を用いる場合には、図２に示した第１実施例の
ように、ねじり振動駆動部（電磁石または音波発生器）
２ａ〜２ｄを増幅器４に接続する。そして増幅器４に直
流または交流発生器５を接続する。Here, as a method of applying the torsional vibration, there are a method of applying a temporary impact force to generate the vibration thereafter and a method of continuously applying an alternating force to resonate. A hammering method and a case where a powerful force is instantaneously applied by using a direct current or alternating current generator function of the direct current or alternating current generator 5 described below can be considered as a method of applying a hammering force. As a method of continuously applying an alternating force, a method using electric force, magnetic force, sound wave or the like can be mentioned. When a magnetic force and a sound wave are used, as in the first embodiment shown in FIG. 2, a torsional vibration drive unit (electromagnet or sound wave generator).
2a to 2d are connected to the amplifier 4. Then, the DC or AC generator 5 is connected to the amplifier 4.
【００２４】磁気力の場合には、試料１００と相対する
電磁石（ねじり振動駆動部）２ａ〜２ｄに増幅器４を介
して直流または交流発生器５から同じ位相の交流電圧を
流し、その磁気力で試料１００を加振する。音波を用い
る場合には、音波発生器（ねじり振動駆動部）２ａ〜２
ｄに増幅器４を介して交流発生器により同じ位相の交流
電圧を与える。なお、電気力を用いる場合には、電極
（ねじり振動駆動部）２ａ〜２ｄに増幅器４を介して交
流電圧を付加するとともに、試料１００にも支持ピン１
ａ〜１ｄを介して交流電圧を付加するように構成する
（図示せず）。In the case of magnetic force, an AC voltage of the same phase is made to flow from the DC or AC generator 5 through the amplifier 4 to the electromagnets (torsional vibration driving units) 2a to 2d facing the sample 100, and the magnetic force is applied. The sample 100 is vibrated. When using a sound wave, a sound wave generator (torsional vibration drive unit) 2a to 2
An alternating voltage of the same phase is applied to d through the amplifier 4 by the alternating current generator. When using an electric force, an AC voltage is applied to the electrodes (torsional vibration drive units) 2a to 2d via the amplifier 4, and the support pin 1 is also attached to the sample 100.
It is configured to apply an AC voltage via a to 1d (not shown).
【００２５】なお、直流または交流発生器５のうち上記
のように交流発生器を使用する場合は、試料１００の持
つ振動との共鳴を利用して共振周波数を求める。このた
め、弱い発生力で使用することができる。その一方、直
流発生器を使用する場合には、まず撃力を発生できる強
い力を発生させて試料１００にねじりを生じさせ、その
後その力を止めて試料１００を自然振動させて、それを
検出する。この場合、パワーの強い直流発生器を使用す
る必要がある。When the AC generator of the DC or AC generator 5 is used as described above, the resonance frequency with the vibration of the sample 100 is used to determine the resonance frequency. Therefore, it can be used with a weak generating force. On the other hand, when a DC generator is used, a strong force capable of generating a hammering force is first generated to cause the sample 100 to be twisted, and then the force is stopped and the sample 100 is naturally vibrated to detect it. To do. In this case, it is necessary to use a DC generator with high power.
【００２６】次に、ねじり振動の検出方法について説明
する。ねじり振動検出器３としては、渦電流式や静電容
量式などの変位計や、光を利用するレーザなどを用い
る。これにより、試料１００との間の距離の変化を振動
として検出する。また、振動検出器３として、振動する
ことによって発生する音を検出する装置を用いてもよ
い。このようにねじり振動検出器３によって検出された
結果は増幅器６を介して周波数計測器７に入力され、振
動数が算出される。Next, a method of detecting torsional vibration will be described. As the torsional vibration detector 3, an eddy current type or capacitance type displacement gauge, a laser using light, or the like is used. As a result, a change in the distance to the sample 100 is detected as vibration. Further, as the vibration detector 3, a device that detects a sound generated by vibrating may be used. The result thus detected by the torsional vibration detector 3 is input to the frequency measuring instrument 7 via the amplifier 6 and the frequency is calculated.
【００２７】このように計測された振動数を用いて、剛
性率（横弾性係数）Ｇや減衰率を精度よく測定すること
ができる。By using the frequency thus measured, the rigidity modulus (transverse elastic modulus) G and the damping ratio can be accurately measured.
【００２８】なお、この第１実施例のねじり中心を保持
する場合の振動の式は、丸棒の場合は次の式（２）で与
えられる。The vibration equation for holding the torsion center of the first embodiment is given by the following equation (2) for a round bar.
【００２９】[0029]
【数２】 [Equation 2]
【００３０】上記式（２）を参照して、ｎは振動の次数
である。また、直方体（角棒，振動学では針）の場合の
振動の式は次の式（３）で与えられる。Referring to the above equation (2), n is the order of vibration. The equation of vibration in the case of a rectangular parallelepiped (square rod, needle in vibrology) is given by the following equation (3).
【００３１】[0031]
【数３】 [Equation 3]
【００３２】上記のようにこの第１実施例では、従来の
固定方式と異なりねじり中心を保持して振動させる自由
振動方式を採用することによって、１００００分の１か
ら１０００００分の１の高精度の振動測定と高精度の再
現性が得られる。これにより、正しい固有振動が得ら
れ、その結果、剛性率や減衰率の値の正確度を大幅に向
上させることができる。なお、丸棒の場合の剛性率Ｇは
次の式（４）で与えられる。As described above, in the first embodiment, unlike the conventional fixing method, by adopting the free vibration method in which the center of torsion is held and vibrated, a high precision of 1/10000 to 1/10000 is achieved. Vibration measurement and highly accurate reproducibility can be obtained. As a result, the correct natural vibration can be obtained, and as a result, the accuracy of the values of the rigidity rate and the damping rate can be greatly improved. The rigidity G in the case of a round bar is given by the following equation (4).
【００３３】[0033]
【数４】 [Equation 4]
【００３４】また、角棒の剛性率Ｇは次の式（５）で与
えられる。The rigidity G of the square rod is given by the following equation (5).
【００３５】[0035]
【数５】 [Equation 5]
【００３６】図５は、丸棒からなる試料２００のねじり
中心を支持する場合を示した斜視図である。図５を参照
し、試料２００が丸棒からなる場合には２つの支持ピン
１ａおよび１ｂのみによって試料２００の断面中心（ね
じり中心）を支持する。FIG. 5 is a perspective view showing a case in which the torsion center of a sample 200 made of a round bar is supported. Referring to FIG. 5, when the sample 200 is a round bar, the cross-sectional center (twisting center) of the sample 200 is supported only by the two support pins 1a and 1b.
【００３７】図６は、本発明の第２実施例による角棒と
角板に対するねじり振動発生器を示した平面図であり、
図７は図６に示した第２実施例のねじり振動発生器の側
面図である。図６および図７を参照して、この第２実施
例のねじり振動発生器では、図１および図２に示した第
１実施例と異なり、ねじり振動駆動部２ｂおよび２ｃが
試料１００の下部表面側にのみ設けられている。このよ
うに試料１００の下部表面側にのみ２つのねじり振動駆
動部２ｂおよび２ｃを対角状に配置し、それらに同じ位
相の交流電圧を印加することによっても、試料１００に
容易にねじり振動を発生させることができる。なお、こ
の第２実施例のねじり振動発生器のその他の構成は図１
および図２に示した第１実施例と同様である。FIG. 6 is a plan view showing a torsional vibration generator for a square rod and a square plate according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a side view of the torsional vibration generator of the second embodiment shown in FIG. 6 and 7, in the torsional vibration generator of the second embodiment, unlike the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the torsional vibration driving units 2b and 2c are the lower surface of the sample 100. It is provided only on the side. As described above, the two torsional vibration driving units 2b and 2c are diagonally arranged only on the lower surface side of the sample 100, and an alternating voltage having the same phase is applied to them, whereby the torsional vibration is easily applied to the sample 100. Can be generated. The other configuration of the torsional vibration generator of the second embodiment is shown in FIG.
And the same as the first embodiment shown in FIG.
【００３８】図８は、本発明の第３実施例による角棒と
角板に対するねじり振動発生器を示した平面図であり、
図９は図８に示した第３実施例のねじり振動発生器の側
面図である。図８および図９を参照して、この第３実施
例のねじり振動発生器では、図１および図２に示した第
１実施例と異なり、試料１００の下面側に４つのねじり
振動駆動部２ａ，２ｂ，２ｃおよび２ｄが配置されてい
る。そして、ねじり振動駆動部２ｂおよび２ｃには同じ
位相の交流電圧が与えられ、ねじり振動駆動部２ａおよ
び２ｄにはねじり振動駆動部２ｂおよび２ｃによって与
えられる交流電圧を位相回路８によって９０度位相がず
らされた交流電圧が印加される。これにより、４つのね
じり振動駆動部２ａ〜２ｄを用いて容易に試料１００に
ねじり振動を付与することができる。なお、その他の構
成は図１および図２に示した第１実施例と同様である。FIG. 8 is a plan view showing a torsional vibration generator for a square rod and a square plate according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a side view of the torsional vibration generator of the third embodiment shown in FIG. 8 and 9, in the torsional vibration generator of the third embodiment, unlike the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, four torsional vibration driving units 2a are provided on the lower surface side of the sample 100. , 2b, 2c and 2d are arranged. Then, an alternating voltage having the same phase is applied to the torsional vibration drive units 2b and 2c, and an alternating voltage provided by the torsional vibration drive units 2b and 2c is applied to the torsional vibration drive units 2a and 2d by the phase circuit 8 so as to have a 90 degree phase. The shifted AC voltage is applied. Thereby, the torsional vibration can be easily applied to the sample 100 by using the four torsional vibration driving units 2a to 2d. The other structure is the same as that of the first embodiment shown in FIGS.
【００３９】図１０は、本発明の第４実施例によるねじ
り振動発生器の試料の保持方法を説明するための斜視図
である。図１０を参照して、この第４実施例では、前述
した第１実施例〜第３実施例と異なり、試料１００の下
面の中心線を線径の細い細線１１ａおよび１１ｂによっ
て支持している。このような保持方法では、試料１００
を細線１１ａおよび１１ｂ上に置くだけで簡単に試料１
００を保持することができる。これにより、試料保持動
作をより簡便に行なうことができる。なお、この方法で
は、上記した第１実施例〜第３実施例の断面中心（ねじ
り中心）を保持する場合と異なり、細線１１ａおよび１
１ｂが若干振動を抑える働きをする。しかし、実際には
ほとんど問題はなく、第１〜第３実施例と同様、単純な
境界条件による振動解析の式がほぼそのまま成り立つ。FIG. 10 is a perspective view for explaining a sample holding method of the torsional vibration generator according to the fourth embodiment of the present invention. With reference to FIG. 10, in the fourth embodiment, unlike the above-described first to third embodiments, the center line of the lower surface of the sample 100 is supported by thin wires 11a and 11b having a small wire diameter. In such a holding method, the sample 100
Sample 1 can be easily placed by placing it on the thin wires 11a and 11b.
00 can be held. Thereby, the sample holding operation can be performed more easily. In this method, unlike the case of maintaining the cross-sectional center (twisting center) of the above-described first to third embodiments, the thin wires 11a and 1a.
1b has a function of slightly suppressing vibration. However, there are practically no problems, and as in the first to third embodiments, the equations for vibration analysis based on simple boundary conditions hold almost as they are.
【００４０】図１１は、本発明の第５実施例によるねじ
り振動発生器の試料の保持状態を説明するための斜視図
である。図１１を参照して、この第５実施例では、刃状
の線２１ａ〜２１ｂおよび２１ｃによって試料１００の
下面の中心線を保持する。このように刃状の線２１ａ〜
２１ｃによって試料１００の下面を保持するようにして
も上記した第４実施例と同様の効果を得ることができ
る。すなわち、試料１００の保持動作を簡便にしなが
ら、試料１００のねじり振動の測定精度を従来に比べて
ある程度向上させることができる。FIG. 11 is a perspective view for explaining a sample holding state of the torsional vibration generator according to the fifth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 11, in the fifth embodiment, the center line of the lower surface of sample 100 is held by blade-shaped lines 21a to 21b and 21c. In this way, the blade-shaped line 21a-
Even if the lower surface of the sample 100 is held by 21c, the same effect as in the above-described fourth embodiment can be obtained. That is, it is possible to improve the measurement accuracy of the torsional vibration of the sample 100 to some extent as compared with the related art while simplifying the holding operation of the sample 100.
【００４１】図１２は、本発明の第６実施例によるねじ
り振動発生器の試料の保持方法を説明するための斜視図
である。図１２を参照して、この第６実施例では、丸棒
からなる試料２００を保持する場合の実施例である。試
料２００の断面中心（ねじり中心）を支持ピン１ａおよ
び１ｂによって保持するとともに、試料２００の中心線
を下から細線３１によって支持している。このように構
成することによっても、従来に比べて高精度な振動数の
測定が行なえる。FIG. 12 is a perspective view for explaining a sample holding method of the torsional vibration generator according to the sixth embodiment of the present invention. With reference to FIG. 12, the sixth embodiment is an embodiment in which a sample 200 made of a round bar is held. The cross-sectional center (twisting center) of the sample 200 is held by the support pins 1a and 1b, and the center line of the sample 200 is supported by the thin wire 31 from below. With such a configuration, it is possible to measure the frequency more accurately than in the conventional case.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上のように、請求項１および２に記載
のねじり振動発生器によれば、試料のねじり中心を保持
するための試料保持手段を設けることによって、試料に
ねじり振動を与えた場合にその試料のねじり振動に試料
保持手段が影響を及ぼすことはない。これにより、従来
の固定方式と異なり、単純な境界条件による振動解析の
式がそのまま成り立ち、複雑な補正式が必要でなくな
る。その結果、従来の複雑な補正式の中に含まれていた
人による熟練度などの不確実な要素が計算式に入らなく
なり、それにより測定精度を飛躍的に向上することがで
きる。As described above, according to the torsional vibration generator of the first and second aspects, the sample is subjected to the torsional vibration by providing the sample holding means for holding the torsion center of the sample. In this case, the sample holding means does not affect the torsional vibration of the sample. As a result, unlike the conventional fixed method, the equation for vibration analysis based on simple boundary conditions is maintained, and a complicated correction equation is not required. As a result, uncertain factors such as the degree of skill by a person included in the conventional complicated correction formulas are not included in the calculation formulas, whereby the measurement accuracy can be dramatically improved.
【００４３】請求項３に記載のねじり振動発生器によれ
ば、試料の一表面の中心線の少なくとも一部を保持する
ための試料保持手段を設けることによって、試料をその
試料保持手段の上に置くだけで試料の保持を行なうこと
ができ、その結果試料の保持操作を簡略化することがで
きる。また、試料のねじり中心を保持する場合に比べて
若干試料保持手段がねじり振動を抑える働きをするが、
実際上はほとんど問題がなく、従来の固定方式に比べて
高精度な振動測定を行なうことができる。According to the torsional vibration generator of the third aspect, by providing the sample holding means for holding at least a part of the center line of one surface of the sample, the sample is placed on the sample holding means. The sample can be held simply by placing it, and as a result, the sample holding operation can be simplified. Further, although the sample holding means slightly suppresses torsional vibration as compared with the case of holding the torsion center of the sample,
In practice, there is almost no problem, and it is possible to perform vibration measurement with higher accuracy than the conventional fixed method.
【００４４】請求項４に記載のねじり振動発生方法によ
れば、ねじり振動に影響しない試料のねじり中心を保持
した状態で試料にねじり振動を与えることによって、高
精度な振動測定を行なうことができる。According to the torsional vibration generating method of the fourth aspect, highly accurate vibration measurement can be performed by applying the torsional vibration to the sample while holding the torsion center of the sample that does not affect the torsional vibration. .
【００４５】請求項５に記載のねじり振動発生方法によ
れば、試料の一表面の中心線の少なくとも一部を保持し
た状態で試料にねじり振動を与えることによって、試料
の保持動作を簡便にすることができるとともに、従来の
固定方式に比べてある程度測定精度を向上させることが
できる。According to the torsional vibration generating method of the fifth aspect, the sample holding operation is simplified by applying the torsional vibration to the sample while holding at least a part of the center line of one surface of the sample. In addition, the measurement accuracy can be improved to some extent as compared with the conventional fixing method.
【図１】本発明の第１実施例によるねじり振動発生器を
示した平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a torsional vibration generator according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１に示した第１実施例のねじり振動発生器の
側面図である。FIG. 2 is a side view of the torsional vibration generator of the first embodiment shown in FIG.
【図３】図１および図２に示した第１実施例のねじり振
動発生器における試料の保持方法を説明するための斜視
図である。FIG. 3 is a perspective view for explaining a method for holding a sample in the torsional vibration generator of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2.
【図４】ねじり中心を説明するための斜視図である。FIG. 4 is a perspective view for explaining a twist center.
【図５】試料が丸棒の場合の第１実施例の保持方法を説
明するための斜視図である。FIG. 5 is a perspective view for explaining the holding method of the first embodiment when the sample is a round bar.
【図６】本発明の第２実施例によるねじり振動発生器を
示した平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a torsional vibration generator according to a second embodiment of the present invention.
【図７】図６に示した第２実施例のねじり振動発生器の
側面図である。FIG. 7 is a side view of the torsional vibration generator of the second embodiment shown in FIG.
【図８】本発明の第３実施例によるねじり振動発生器を
示した平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a torsional vibration generator according to a third embodiment of the present invention.
【図９】図８に示した第３実施例のねじり振動発生器の
側面図である。9 is a side view of the torsional vibration generator of the third embodiment shown in FIG.
【図１０】本発明の第４実施例によるねじり振動発生器
の試料の保持方法を説明するための斜視図である。FIG. 10 is a perspective view for explaining a sample holding method of a torsional vibration generator according to a fourth embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の第５実施例によるねじり振動発生器
の試料の保持方法を説明するための斜視図である。FIG. 11 is a perspective view for explaining a method of holding a sample of a torsional vibration generator according to a fifth embodiment of the present invention.
【図１２】本発明の第６実施例によるねじり振動発生器
の試料の保持方法を説明するための斜視図である。FIG. 12 is a perspective view for explaining a sample holding method of a torsional vibration generator according to a sixth embodiment of the present invention.
【図１３】従来のねじり振動発生器を示した斜視図であ
る。FIG. 13 is a perspective view showing a conventional torsional vibration generator.
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ：支持ピン ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ：ねじり振動駆動部 ３：ねじり振動検出器 １００：試料 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。 1a, 1b, 1c, 1d: support pins 2a, 2b, 2c, 2d: torsional vibration drive unit 3: Torsional vibration detector 100: Sample In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (5)
保持手段と、 前記試料にねじり振動を与えるためのねじり振動付与手
段とを備えた、ねじり振動発生器。1. A torsional vibration generator comprising a sample holding means for holding a torsional center of a sample and a torsional vibration applying means for giving a torsional vibration to the sample.
一表面を２つの中心線で４つの領域に区分した場合に少
なくとも対角にある２つの領域に対向するように設置さ
れた２つのねじり振動駆動部を含む、請求項１に記載の
ねじり振動発生器。2. The torsional vibration imparting means includes two torsional vibrations arranged so as to oppose at least two diagonal regions when one surface of the sample is divided into four regions by two centerlines. The torsional vibration generator of claim 1, including a vibration driver.
を保持するための試料保持手段と、 前記試料にねじり振動を与えるためのねじり振動付与手
段とを備えた、ねじり振動発生器。3. A torsional vibration generator comprising a sample holding means for holding at least a part of a center line on one surface of the sample, and a torsional vibration applying means for giving a torsional vibration to the sample.
と、 前記試料にねじり振動を与えるステップとを備えた、ね
じり振動発生方法。4. A method for generating torsional vibration, which comprises a step of holding a torsion center of a sample, and a step of applying torsional vibration to the sample.
を保持するステップと、 前記試料にねじり振動を与えるステップとを備えた、ね
じり振動発生方法。5. A method for generating torsional vibration, comprising: holding at least a part of a center line on one surface of a sample; and applying a torsional vibration to the sample.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06623094A JP3417990B2 (en) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | Torsional vibration generator and torsional vibration generating method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06623094A JP3417990B2 (en) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | Torsional vibration generator and torsional vibration generating method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07280698A JPH07280698A (en) | 1995-10-27 |
| JP3417990B2 true JP3417990B2 (en) | 2003-06-16 |
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ID=13309846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP06623094A Expired - Lifetime JP3417990B2 (en) | 1994-04-04 | 1994-04-04 | Torsional vibration generator and torsional vibration generating method |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103558003B (en) * | 2013-11-05 | 2016-08-17 | 清华大学 | A kind of rotor torsion oscillation excitation and vibration analysis experimental system |
-
1994
- 1994-04-04 JP JP06623094A patent/JP3417990B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07280698A (en) | 1995-10-27 |
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