• ベストアンサー

共振による振動の回避

現在,配管の共振に関する勉強をしている者です. 液柱などは固有振動数と外力による周波数が一致すると共振を起こしますが, それを回避するために「固有振動数の±20%範囲の周波数の振動を系に加えないようにする」 といった内容の論文を昔目にした記憶があります. これは下記HPに記載されているゼロクロス点fe√2以上共振周波数から離すためということでしょうか? 一般的に配管の設計をする際にはどの程度配管の固有振動数と脈動などで生じる振動を遠ざけるのかを教えていただけないでしょうか? もしくはこれに関する論文を教えていただけると幸いです. 宜しく御願い致します.

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • rabbit_cat
  • ベストアンサー率40% (829/2062)
回答No.1

>配管の設計をする際にはどの程度配管の固有振動数と脈動などで生じる振動を遠ざけるのか 一般的な話はないと思いますよ。 固有振動数と外力の周波数をどれくらい離すとどれくらい共振が弱まるか(共振の鋭さQ値)は、液の性質(密度、粘性等)や配管の材質や構造によって大きく変化しますし、 そもそも、どれくらい振動なら許容できるのか、というのは、普通はシステム側の要求によって決まるわけで、配管はそれに合わせて設計するわけですので。

pegasus1007
質問者

お礼

御回答ありがとうございました. 自分でももう少し調べてみたいと思います.

pegasus1007
質問者

補足

なるほど,確かに言われてみればその通りですね・・・ 不躾なお願いと承知で,もう少し質問させて頂いてもよろしいでしょうか? 配管の設計においては,配管材・作動流体・構造を加味した上で振動伝達特性を計算し, システム側の許容範囲内の振動に抑えられるように固有振動数と外力の周波数を離す. といった流れになるという理解で宜しいのでしょうか? 固有振動数と外力の周波数をいくら離すかは,許容振動が同じならばQ値が小さい場合は大きく離す,Q値が大きければばあまり離さなくてもよい.という具合でしょうか? (無論Q値のみに依存せず,振動のピーク値にも依るとは思うのですが・・・)

関連するQ&A

  • 機械設計/共振時の振動方向と外力の方向

    現在、Ansysを利用した固有値解析について勉強中です。 共振現象とは、外力の振動数と、とある系の固有振動数が一致することで、振幅が増大する。よってこの固有値を上げるか下げるかして、外力と同じ固有振動数を系に持たせないことが重要。と勉強しました。 外力の振動方向は影響するのでしょうか? 例えば、車の固有値の解析をして、一次モードが200Hzで、マフラーがZ方向(地面鉛直)に揺れる固有振動数を持つ、とします。 車のX(地面水平方向)に200Hzの外力を加えた場合、マフラーは一切振動しないのでしょうか?それともマフラーはZ方向に共振するのでしょうか? 調べてもわかりませんでしたので、間違い等ご指摘していただければ、と思います。

  • 固有値解析では、振動の方向は関係ありますか?

    汎用の構造解析ツールを使用して固有値解析を行なっております。 計算後「固有振動数」や振動の「モード形状」などが出力されるとかと思います。 この「固有振動数」と外力(振動源)のもつ周波数とが近づくと共振するということは理解できますが、外力の方向が共振するかどうかに影響を及ぼすのかが分かりませんので、知りたいです。 例えば棒(円筒形状)の底面を固定して、1次の振動モードがX方向に振れて固有振動が100Hzの結果になったとします。 この場合、Y方向に100Hzの振動を与えてもX方向に100Hzで共振するでしょうか?(Z方向に振動を 与えても同様に共振しますか?)もしくはX方向に100Hzの振動を与えないと共振しませんか? もし外力の方向が共振に影響がある場合、固有値解析ではモード形状をみてどのような方向の 外力で共振するかを推測するといったことになるのでしょうか? よろしくお願い致します。

  • 共振振動数と固有振動数

    共振振動数と固有振動数とはいったいどのような 関係にあるのですか? どなたかわかりやすく教えてください。

  • 装置の共振について

    高周波を扱う装置では装置の共振周波数を測定に使用する周波数より 高い値にするなどいろいろと考慮する必要があるそうなのですが 装置の共振周波数ってどうやって求めるのでしょうか? 実際に装置を揺らして試験するのでしょうか? それとも何か良いシミュレーションの方法などがありましたら教えて下さい。 振動学などの本を見てみても、本当に単純な系の共振周波数に関しては議論されていますが、実際の装置はもっともっとややこしい構造をしているために簡単に計算では求められないように思うのですが、 どう考えれば良いのでしょうか?

  • 固有振動数

    すごく初歩的な質問かもしれませんが、固有振動数と共振周波数というのは異なるものなのでしょうか?

  • 振動解析について

    ある機械の回転部分の共振点を固有値解析により見たのですが、 実際にハンマリング測定により得られた周波数と一致しません。(100Hz程) そこで質問なのですが、解析精度を高めたいのですがどのような方法があるでしょうか? (状況を何も説明していないので難しいと思いますが・・) もう一つ質問ですが、固有値解析では無く、実際のハンマリングと同様に周波数応答解析をすると、固有値解析で得られた各モードの周波数とその周波数を加振した場合の共振点は一致するのでしょうか?

    • ベストアンサー
    • CAE
  • 固有円振動数と固有振動数

    固有円振動数と固有振動数、違いが理解できません。 固有円振動数とは、簡単に言うと何ですか? そして、固有振動数とは、簡単に言うと何ですか? 共振は、「振動体に固有振動数と等しい振動が外部から加わると、振動の幅が大きくなる現象」とあります。 共振曲線を見ると、縦軸が応答倍率で、横軸が振動数ω/ω0とあります。 なので、だいたい ω/ω0=1 のところで応答倍率は最大となるので、振動体・外部からの振動の固有円振動数が一致したときを「共振」というのだと思っていました。しかも何故横軸が「振動数f/f0」ではなく「振動数ω/ω0」なのでしょうか。 よく理解できていないので、変な質問になってしまっているかもしれませんが、よろしくお願い致します。

  • 振動試験における共振について

    自動車部品の設計をしているのですが、車両振動による破壊が懸念されるため、振動解析をすることになりました。 共振周波数での共振倍率を求め、ベースG×共振倍率の加速度を物体に与えた場合に発生する部品の応力状態を調べて形状に変更を加えるつもりです。 (加速度は自動的に部品の重心に作用するように計算されます) この場合、固定位置から離れる程振れが大きくなるため、場所によって共振倍率が変わってくると思うのですが、上のやり方で応力を調べるときにどこの共振倍率を拾えばいいのでしょうか?重心の加速度で応力を計算するのだから、重心付近の共振倍率を拾うのが正しいのかな?と考えているのですが、ソフト上共振が拾えるのは表面のみで、重心は物体内部にあるので重心の共振倍率を拾うことは出来ません。最も振れの大きい箇所の共振倍率で考えれば、安全側で見れるからいいのでしょうか? 振動については最近学習し始めたため、勘違いしていることがあるかもしれません。どなたかご享受ください。

  • サーボ発振と振動伝播

    いま、駆動系にサーボモータ、 伝達系にベルトを使用しています。 装置を駆動させた際に、通常ベルト伝達系で共振を起こす周波数より、明らかに高い周波数で共振を起こしています。聞いた感じでは、スクリュウ等金属の伝達系で起こる共振周波数に近いと思われます。 固有振動数の倍数で共振が起こることは理解できますが、ベルトを介在して金属の伝達系で起こる共振域の振動が伝わるのでしょうか? 豆腐をたたいても金属音は出ませんが、水中では超音波は伝播するし、さっぱり理解できません。 どなたかすっきりした回答お願いします。

  • 振動についてわかりません

    固有振動数 ωo/2π の振動系に、外力が働いた時の振動を調べよ。 とは、何を求めればいいのですか? 波形ですか??わからないので、どなたか教えて下さい。