JPH0538549U

JPH0538549U - Excitation device for experimental modal analysis

Info

Publication number: JPH0538549U
Application number: JP8835891U
Authority: JP
Inventors: 哲卓岡崎; 和久近藤; 誠重黒木
Original assignee: 三田工業株式会社
Priority date: 1991-10-28
Filing date: 1991-10-28
Publication date: 1993-05-25

Abstract

(57)【要約】【目的】安定した加振力を得るとともに、二度叩きを
防止する。【構成】実験モーダル回析用加振装置１は、回転軸１
３と、ハンマー１１と、ワンウエイクラッチ１４と、ス
トッパ１６とを有している。ハンマー１１は、衝撃発生
タイミングを検出するための力センサー２１を有してい
る。ワンウエイクラッチ１４は、一回転方向のみ相対回
転を許容するよう、回転軸１３にハンマー１１の基部を
連結する。ストッパ１６は、衝撃発生タイミングで回転
軸１３の回転を停止させる。 (57) [Summary] [Purpose] To obtain a stable excitation force and prevent double strikes. [Structure] The vibration device 1 for experimental modal diffraction includes a rotary shaft 1
3, a hammer 11, a one-way clutch 14, and a stopper 16. The hammer 11 has a force sensor 21 for detecting the impact occurrence timing. The one-way clutch 14 connects the base of the hammer 11 to the rotary shaft 13 so as to allow relative rotation only in one rotation direction. The stopper 16 stops the rotation of the rotary shaft 13 at the timing of impact generation.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、加振装置、特に、実験モーダル解析用の加振装置に関する。 The present invention relates to a vibration device, and more particularly to a vibration device for experimental modal analysis.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

モーダル解析とは、物体のモードを求める解析のことである。物体のモードとは、その物体が固有に持つ固有モーダルパラメーター（振動の形態、固有振動数、モード減衰比）のことであり、有限要素法を用いて求める方法と実験によって求める方法とがある。実験によって求めるモーダル解析（すなわち実験モーダル解析）では、加振実験によって物体の伝達関数（周波数応答関数）を測定し、その測定によって得られた波形に理論的に構成した伝達関数を近似させ、それによって固有振動数、モード減衰比、振動の形態を得る。 The modal analysis is an analysis for obtaining the mode of an object. The mode of an object is an eigenmodal parameter (form of vibration, eigenfrequency, modal damping ratio) inherent to the object. There are a method using the finite element method and a method using an experiment. In modal analysis obtained by experiments (that is, experimental modal analysis), the transfer function (frequency response function) of an object is measured by an excitation experiment, and the theoretically constructed transfer function is approximated to the waveform obtained by the measurement, Thereby, the natural frequency, modal damping ratio and vibration form are obtained.

【０００３】かかる実験モーダル解析に使用される装置には、加振力及び衝撃発生タイミングを検出するための力センサーを有する加振ハンマーと、物体の振動変位を検出する変位センサーと、それらからの信号を入力・表示するＦＦＴアナライザーと、その信号からモーダルパラメーターを求めるコンピュータとが含まれる。この従来の装置では、実験者（人間）がハンマーを握り、物体に対して衝撃を加える。衝撃が加えられた物体の振動は、変位センサーによって検出される。検出結果は、ＦＦＴアナライザーに入力され、コンピュータで演算処理することでモーダル解析が行われる。An apparatus used for such an experimental modal analysis includes a vibration hammer having a force sensor for detecting a vibration force and a timing for generating an impact, a displacement sensor for detecting a vibration displacement of an object, and It includes an FFT analyzer for inputting / displaying the signal of 1 and a computer for obtaining modal parameters from the signal. In this conventional device, an experimenter (human) holds a hammer and impacts an object. The vibration of the shocked object is detected by the displacement sensor. The detection results are input to the FFT analyzer, and are processed by a computer for modal analysis.

【０００４】[0004]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

前記従来の構成では、物体に対して加振する際に、実験者（人間）がハンマーを握って行うので、加振力にばらつきが生じる。また、加振を行った後再びハンマーが物体に接触してしまう、いわゆる二度叩きが生じやすい。二度叩きを防止するには実験者の熟練を要し、また二度叩きをしないように実験を進めなければならないので実験者のストレスが大きい。 In the above-mentioned conventional configuration, when an object is vibrated, an experimenter (human) holds a hammer to perform the vibration, so that the vibration force varies. In addition, the hammer is likely to hit the object again after being vibrated, so-called double strike. The experimenter's skill is required to prevent double strikes, and the experimenter must proceed so that double strikes are not performed, which causes great stress on the experimenter.

【０００５】本考案の目的は、安定した加振力を得るとともに、また二度叩きを容易に防止することにある。An object of the present invention is to obtain a stable vibration force and to easily prevent double strikes.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案に係る実験モーダル解析用加振装置は、回転軸と、ハンマーと、ワンウエイクラッチと、ストッパとを有している。前記ハンマーは、加振力及び衝撃発生タイミングを検出するための力センサーを有している。前記ワンウエイクラッチは、一回転方向のみ相対回転を許容するよう回転軸にハンマーの基部を連結する。前記ストッパは、衝撃発生タイミングで回転軸の回転を停止させる。 The experimental modal analysis vibrating apparatus according to the present invention includes a rotary shaft, a hammer, a one-way clutch, and a stopper. The hammer has a force sensor for detecting the excitation force and the impact generation timing. The one-way clutch connects the base of the hammer to the rotary shaft so as to allow relative rotation only in one rotation direction. The stopper stops the rotation of the rotary shaft at the timing of impact generation.

【０００７】[0007]

【作用】[Action]

本考案に係る加振装置では、回転軸を中心にハンマーを回転させて物体を打撃し、物体を振動させる。このとき、ハンマーに設けられた力センサーが衝撃発生タイミングを検出する。ハンマーによる衝撃の発生タイミングでストッパが回転軸の回転を停止させるが、ハンマー自体は反作用によって逆方向に移動して物体から離れる。一旦物体から離れたハンマーは、ワンウエイクラッチの作用によって再び物体側に移動することが禁止される。 In the vibrating device according to the present invention, the hammer is rotated about the rotation axis to strike the object and vibrate the object. At this time, a force sensor provided on the hammer detects the impact occurrence timing. The stopper stops the rotation of the rotating shaft at the timing of the impact of the hammer, but the hammer itself moves in the opposite direction by the reaction and separates from the object. The hammer once separated from the object is prohibited from moving toward the object again by the action of the one-way clutch.

【０００８】この装置では、回転軸を中心にハンマーを回転させて加振する構成なので、安定した加振力を得ることができる。また、ワンウエイクラッチの作用によってハンマーの二度叩きが防止される。In this device, since the hammer is rotated by rotating the hammer about the rotation axis, it is possible to obtain a stable excitation force. Also, the one-way clutch prevents the hammer from hitting twice.

【０００９】[0009]

【実施例】【Example】

図１は本考案の一実施例が採用された実験モーダル解析装置を示している。この解析装置は、構造物Ａに対して加振を行う加振装置１と、構造物Ａの振動変位を検出するための変位センサー２と、加振装置１及び変位センサー２からの信号を受けて伝達関数の演算及び表示を行うＦＦＴアナライザー３と、その演算結果を受けて実験モーダル解析を行うコンピュータ４とを有している。 FIG. 1 shows an experimental modal analysis apparatus in which an embodiment of the present invention is adopted. This analysis device receives a signal from the vibration device 1 for vibrating the structure A, the displacement sensor 2 for detecting the vibration displacement of the structure A, and the signals from the vibration device 1 and the displacement sensor 2. It has an FFT analyzer 3 for calculating and displaying a transfer function, and a computer 4 for receiving experimental results and performing experimental modal analysis.

【００１０】加振装置１を示す図２において、加振装置１は、Ｕ字状のスタンド１０と、スタンド１０内に配置されたハンマー１１とを主として有している。スタンド１０の上部には、１対の軸受け１２を介して軸１３が回転自在に支持されている。軸１３の中央部には、ワンウエイクラッチ１４を介してハンマー１１の基部が連結されている。ワンウエイクラッチ１４は、軸１３を基準にした場合、矢印Ｘ方向に対してのみハンマー１１の相対回転を許容する。換言すれば、軸１３に対しハンマー１１は逆Ｘ方向には回転し得ない。In FIG. 2 showing the vibrating device 1, the vibrating device 1 mainly has a U-shaped stand 10 and a hammer 11 arranged in the stand 10. A shaft 13 is rotatably supported on the stand 10 via a pair of bearings 12. The base of the hammer 11 is connected to the center of the shaft 13 via a one-way clutch 14. The one-way clutch 14 allows relative rotation of the hammer 11 only in the arrow X direction when the shaft 13 is used as a reference. In other words, the hammer 11 cannot rotate in the reverse X direction with respect to the shaft 13.

【００１１】軸１３は、スタンド１０よりも外方において、半径方向外方に突出したレバー１５を有している。レバー１５に対向し得る位置において、スタンド１０の外側面にはストッパ１６が設けられている。ストッパ１６は、スタンド１０の外側面に形成されたブラケット１７にピン１８を介して回転自在に支持されている。この結果、ストッパ１６は、図２に示すレバー１５に対する対向位置と、その対向位置から矢印Ｙ方向に回動した状態である退避位置とを取り得る。レバー１５のストッパ１６に対向する部分には磁石１９が設けられており、これによってストッパ１６に対しレバー１５が吸着され得る。The shaft 13 has a lever 15 protruding outward in the radial direction outside the stand 10. A stopper 16 is provided on the outer surface of the stand 10 at a position where it can face the lever 15. The stopper 16 is rotatably supported by a bracket 17 formed on the outer surface of the stand 10 via a pin 18. As a result, the stopper 16 can take a facing position with respect to the lever 15 shown in FIG. 2 and a retracted position in which the stopper 16 is rotated in the arrow Y direction from the facing position. A magnet 19 is provided at a portion of the lever 15 facing the stopper 16 so that the lever 15 can be attracted to the stopper 16.

【００１２】ハンマー１１の先端部には、構造物Ａに対して衝撃を与えるための打撃用チップ２０と、打撃用チップ２０に生じた衝撃のタイミングを検出するための力センサー２１と、ウエイト２２とが設けられている。次に、図３〜図６を参照しつつ、上述の実施例の動作を説明する。まず、図３に示すように、レバー１５とストッパ１６とが接触しかつハンマー１１が垂直になった位置で、打撃用チップ２０が構造物Ａの加振点に接触するようにスタンド１０（図２）を配置する。At the tip of the hammer 11, a hitting chip 20 for giving an impact to the structure A, a force sensor 21 for detecting the timing of the impact generated on the impacting tip 20, A weight 22 is provided. Next, the operation of the above-described embodiment will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 3, at a position where the lever 15 and the stopper 16 are in contact with each other and the hammer 11 is vertical, the striking tip 20 is in contact with the vibration point of the structure A so that the stand 10 (see FIG. Place 2).

【００１３】次に、加振力が設定値となる位置まで、図４に示すようにハンマー１１及びレバー１５を振り上げる。このとき、レバー１５を操作すれば、ワンウエイクラッチ１４の作用によってハンマー１１も一体的に振り上げられる。振り上げた位置からレバー１５を離すと、ハンマー１１も連動して降り下ろされ、ハンマー１１が構造物Ａを打撃し加振する。この場合には、軸１３を中心にハンマー１１を振り上げる位置を調節することによって加振力を調節できるので、安定した加振力が得られる。Next, as shown in FIG. 4, the hammer 11 and the lever 15 are swung up to a position where the exciting force reaches a set value. At this time, if the lever 15 is operated, the hammer 11 is also swung up integrally by the action of the one-way clutch 14. When the lever 15 is released from the raised position, the hammer 11 is also lowered in conjunction with the hammer 11, and the hammer 11 strikes the structure A and vibrates it. In this case, the exciting force can be adjusted by adjusting the position where the hammer 11 is swung up around the shaft 13, so that a stable exciting force can be obtained.

【００１４】ここで、レバー１５は磁石１９の作用によってストッパ１６に固定される。一方、ハンマー１１は衝撃の反作用により若干跳ね返る。ここでは、ワンウエイクラッチ１４が作用し、レバー１５に対してハンマー１１は独立して振り戻される。振り戻されたハンマー１１は再び重力によって加振方向に回動しようとするが、ワンウエイクラッチ１４が軸１３とハンマー１１との関係をロック状態にするので、図５に示すようにハンマー１１は構造物Ａに対し離れた位置に保持される。すなわち、ワンウエイクラッチ１４の作用によって、加振した後のハンマー１１は構造物Ａから離れて保持されるので、二度叩きが防止できる。Here, the lever 15 is fixed to the stopper 16 by the action of the magnet 19. On the other hand, the hammer 11 bounces slightly due to the reaction of impact. Here, the one-way latch 14 acts and the hammer 11 is independently swung back with respect to the lever 15. Although the hammer 11 which has been swung back tries to rotate in the exciting direction again due to gravity, the one-way clutch 14 locks the relationship between the shaft 13 and the hammer 11, so that the hammer 11 is structured as shown in FIG. It is held at a position away from the object A. That is, since the hammer 11 after being vibrated is held away from the structure A by the action of the one-way clutch 14, double hammering can be prevented.

【００１５】ハンマー１１による衝撃のタイミング及び加振によって生じた構造物Ａの変位は、力センサー２１及び変位センサー２によってそれぞれ検出され、ＦＦＴアナライザー３にそれらの信号が入力される。ＦＦＴアナライザー３では、それらの信号に基づいて伝達関数を演算する。さらに、その結果がコンピュータ４に入力され、構造物Ａに固有の振動形態、固有振動数、モード減衰比が演算・表示される。The timing of the impact of the hammer 11 and the displacement of the structure A caused by the vibration are respectively detected by the force sensor 21 and the displacement sensor 2, and those signals are input to the FFT analyzer 3. The FFT analyzer 3 calculates the transfer function based on these signals. Further, the result is input to the computer 4, and the vibration mode, natural frequency, and modal damping ratio peculiar to the structure A are calculated and displayed.

【００１６】実験が終了すれば、図６に示すようにストッパ１６を回動させて退避位置に下ろし、レバー１５をＺ方向に回転させる。そして、ストッパ１６を元の位置に戻し、図３に示すようにハンマー１１及びレバー１５をセットすれば、再び実験が行える。When the experiment is completed, as shown in FIG. 6, the stopper 16 is rotated to lower it to the retracted position, and the lever 15 is rotated in the Z direction. Then, the stopper 16 is returned to the original position, and the hammer 11 and the lever 15 are set as shown in FIG. 3, so that the experiment can be performed again.

【００１７】[0017]

【考案の効果】本考案に係る実験モーダル解析用加振装置では、回転軸とハンマーとをワンウエイクラッチで連結する構成を採用したので、加振力を安定させ得るとともに、二度叩きを防止できるようになる。[Effects of the Invention] In the experimental modal analysis vibrating device according to the present invention, the rotary shaft and the hammer are connected by the one-way clutch, so that the vibrating force can be stabilized and the double tapping can be prevented. become able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本考案の一実施例が採用された実験モーダル解
析装置の概略図。FIG. 1 is a schematic diagram of an experimental modal analysis apparatus in which an embodiment of the present invention is adopted.

【図２】本考案の一実施例としての加振装置の斜視図。FIG. 2 is a perspective view of a vibration device according to an embodiment of the present invention.

【図３】一動作状態を示す概略側面部分図。FIG. 3 is a schematic side partial view showing one operating state.

【図４】一動作状態を示す概略側面部分図。FIG. 4 is a schematic side partial view showing one operating state.

【図５】一動作状態を示す概略側面部分図。FIG. 5 is a schematic side view showing one operating state.

【図６】一動作状態を示す概略側面部分図。FIG. 6 is a schematic side partial view showing one operating state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１加振装置１１ハンマー１３軸１４ワンウエイクラッチ１６ストッパ２１力センサー 1 Vibration device 11 Hammer 13 Shaft 14 One-way clutch 16 Stopper 21 Force sensor

Claims

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request]

【請求項１】回転軸と、加振時の加振力及び衝撃発生タイミングを検出するため
の力センサーを有するハンマーと、一回転方向のみ相対回転を許容するよう前記回転軸に前
記ハンマーの基部を連結するワンウエイクラッチと、前記衝撃発生タイミングで前記回転軸の回転を停止させ
るストッパと、を備えた実験モーダル解析用加振装置。1. A rotary shaft, a hammer having a force sensor for detecting a vibrating force and a shock generation timing at the time of vibration, and a base of the hammer on the rotary shaft so as to allow relative rotation only in one rotation direction. A vibrating device for experimental modal analysis, comprising: a one-way clutch that connects the two-way clutch and a stopper that stops the rotation of the rotary shaft at the impact generation timing.