JPS63250548A - 棒材又は板材の損失係数、動弾性係数、動せん断弾性係数及び動ポアソン比の測定方法並びに測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、棒材又は板材の損失係数、動弾性係数、動せ
ん断弾性係数及び動ポアソン比の測定方法並びに測定装
置に関する。

本明細書において棒材又は板材とは、種々の断面形状及
び平面形状等を有する棒材、板材の他、加工品、組立品
等の複雑な形状の棒材、板材を含むものとし、材質とし
ては、金属等の等質・等方性材料及び繊維強化プラスチ
ック、焼結材料（多孔質材料）、発泡材料等の複合・異
方性材料を含むものとする。

従来の技術及びその問題点 近年の新素材開発は多様かつ急速に進行し、その用途も
宇宙に海洋にと拡大する一方である。これら新素材の開
発研究及び応用開発は、製品及び製造システムの軽量小
型化、高速化、高精度化及び高負化価値化を支える重要
な役割を果しており、新素材の機械的諸特性、特に動的
特性の向上とその正確な把握が必須となっている。例え
ば、人工衛星搭載アンテナの振動防止、船舶の騒音防止
、原子ノコ発電設備の振動防止、等の如く多種多様な分
野において、その必要性が生じている。

しかしながら、材料の動的特性、すなわち振動挙動にお
ける損失係数、動弾性係数、動せん断弾性係数、及び動
ポアソン比等の特性については、従来正確な測定方法及
び装置が存在せず、静的・熱的特性に比べて曖昧に或い
は計測されずに放置されているのが現状である。ここで
従来の棒材又は板材の損失係数測定方法並びに動弾性係
数、動せん断弾性係数及び動ポアソン比の測定方法を列
挙し、その欠点を後に説明する。

Ａ　損失係数測定方法 （１）応カー歪法 一端を加振器に取付けて縦方向に加振し、他端は力計に
接続してひずみを測る。

測定材料の形状：短冊状 算出方法：位相差法 〔η＝ｔａｎδ値（６２位相差）縦、強制振動〕 （２）共振法 ａ）二本吊り方式 節線位置を細い糸などで吊し、試料の一端に金属箔をつ
け、電磁型レシーバの振動板を除去したもので加振し、
他端を同型のレシーバ−または容量変化検出用変位計な
どで変位を検出する。

測定材料の形状：短冊状、棒状（丸棒、角棒）算出方法
：共振曲線 〔η＝Ａｆ／ｆ　、曲げ振動、強制振 動〕 ｂ）振動リード法 一端を加振器にとりつけて加振し、他端の振動変位を測
る。

測定材料の形状：短冊状 算出方法：共振曲線 〔曲げ、強制振動〕 Ｃ）両端自由梁のたわみ振動 円形断面梁の両端近くを細い糸などで吊るし、一方の細
い糸を加振し、他方の細い糸の振動変位を測る。

測定材料の形状：丸棒 算出方法：共振曲線 〔曲げ、強制振動〕 （３）時間的減衰法 ａ）二本吊り方式の曲げ試験法 共振法２（ａ）と同じ。但し、振動によって音が放射さ
れる場合にはマイクロホンを使うと共振を乱す負荷効果
が少ないから有利である。

測定材料の形状；短冊状 算出方法：対数減衰率 〔曲げ振動、自由振動〕 ｂ）ＳＡＥ試験法（ガイガー厚板試験法）仮の周辺の中
点４ケ所をばねで弾性支持し、隅で加振し、板中心で振
動を測る。

測定材料の形状：正方形板 算出方法：対数減衰率 〔自由振動〕 ｃ）ＭＩＬ規格の試験法 円形板の中心をゴムひもで吊るし、下面の中心に加速度
型ピックアップを取り付け、この円板を硬質ゴムのハン
マでたたいて加振する。

測定材料の形状二円形板 算出方法二対数減衰率 〔自由振動〕 ｄ）付加質量法 一端は固定し、他端に付加質量を取り付けて、これをね
じり、ねじり角は光学的に検出する。

測定材料の形状：棒状 算出方法二対数減衰率 〔ねじり、自由振動〕 （４）距離的減衰法 下端は砂の中に入れ、上端は加振器に取り付けて加振し
、ピックアップを板に沿って移動させながら距離による
振動の減衰を測り、単位距離当りの減衰度Ｄ　Ｑ−（ｄ
　Ｂ　／　ｍ　）を求める。

測定材料の形状：短冊状 算出方法：　ＤＱ＝　１３．６　ｒｔ／　１波長（ｍ）
からηを求める。

〔曲げ、強制振動〕

（５）拡散振動法 パネルの隅などをバンドノイズで加振、或いはハンマー
でたたくなどの衝撃加振でも、フィルターを通せばよい
。また、音波で加振するもよい。

ピックアップにて減衰時間Ｔ＃１３．８／πηｆを測る
。

測定材料の形状：正方形板、長方形板 算出方法：減衰時間（残響時間に相当）から求める。Ｔ
−１３，８／πηｆ 〔曲げ、自由振動〕 Ｂ　動弾性率、動ぜん断弾性率、動ポアソン比の測定方
法（損失係数ηも測定しうるちのは、その算出方法を示
す） （１）複素弾性係数測定装置（Ｂ＆に社）による方法 一端固定他端自由のときは固定端付近で検出し、自由端
を加振する。両端固定のときは、固定端より内側で加振
し、検出する。共振法により得られた共振周波数からｎ
次の動弾性係数を求める。

測定材料の形状：短冊状、棒状 η算出方法：共振曲線と対数減衰率（ｎ次の損失係数測
定が可能） （２）材料弾性率の測定システム（ＦＯＸ社）節線をソ
フトラバーバッドで４点支持する。パッドは固定してい
るので節線支持方法が固定方式である。一つの腹をスピ
ーカで加振し、他の腹の振動をマイクで検出する。２種
類の振動モードの周波数からヤング率及びポアソン比を
求め、これらからせん断弾性を算出する。

測定材料の形状：正方形板 （３）内部摩擦測定装置（■マルイ）による方法［ＪＩ
Ｓ　　Ａ　　１１２７） 節の近くでナイフェツジあるいはスポンジゴムなどで支
持する。節線支持方法が固定式である。

一つの腹を接触方式で加振し、他の腹を加速度型ピック
アップなどで接触式で振動検出する。縦振動、たわみ振
動、ねじり振動の１次共振周波数がら動弾性係数、動せ
ん断弾性係数、動ポアソン比を求める。

測定材料の形状：円柱・角柱 η算出方法：対数減衰率 ［縦、たわみ、ねじりの各振動の１次 の固有モードにおけるηしか測定でき ない］ （４）セラミックス周動ヤング率測定器による方法 縦振動とねじり振動は中央をニードルで挟持し、曲げ振
動は理論上の節線上を支持して加振と検出は非節線で共
振周波数を測定し、これらからＥ９、Ｇ９、μ、を算出
する。

測定材料の形状：直方体 これらの従来方法には次の欠点がある。

（１）節線の支持が理論上または経験止定められる箇所
において固定的に行われるので、測定対象の節線を正確
に支持するとは限らず、支持位置が節線から僅かに外れ
ると測定値に大きく影響する場合があるため、測定値の
信頼性に欠ける。特に異方性材料やＦＲＰ板、焼結板、
発泡板等の複合異方性材料、並びに板厚が均一でない材
料では、節線が曲線を含む場合があり、信頼性及び測定
精度上の問題が大きい。

（２）材料の加振又は振動検出を接触式で行うものにあ
っては、材料に対する負荷が影響して測定精度が低下す
る。

（３）一端固定又は両端固定の境界条件の場合は、材料
の固定箇所で変形や破壊を生じ理想的な境界条件が得ら
れないため、測定精度、信頼性が劣る。

（４）試験方法によって各々測定材料の形状が定められ
ているので、異なる形状の場合との測定データの比較が
困難である。

（５）１次及び２次の振動モードにおいては測定が比較
的容易であるが、高次の振動モードにおける測定は困難
である。

（６）測定材料の寸法の制約があるため、一種類の試験
方法で広い周波数範囲にわたるデータを得るのが困難で
ある。

（７）測定可能な振動形態は１種類に限られるものがほ
とんどであり、縦振動、曲げ（たわみ）振動、ねじり振
動等の種々の振動形態を必要に応じて選択して測定、比
較等するのが困難である。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決し、材料
の振動モードの節線を正確に点支持して理想的な自由−
自由の境界条件を実現し、材料への負荷の影響を問題が
ない程度に抑え、高精度かつ高信頼性のもとに広い周波
数範囲で各種形状及び材質の棒材及び板材の損失係数、
動弾性係数、動せん断弾性係数及び動ポアソン比を測定
することができる方法及び装置を提供することを目的と
する。

問題点を解決するための手段 本発明の前記目的は、棒材又は板材の所定振動モード（
振動の固有モード）の節線になると予想される位置にお
いて該棒材又は板材を複数個の点支持部で水平に支持し
、該点支持部には振動センサを担持せしめ、前記振動モ
ードの腹になると予想される位置において該振動モード
に対応する共振周波数で前記棒材又は板材を加振し、前
記振動センサの出力レベルがノイズレベルになるように
前記点支持部の位置を微調節して真の節線における点支
持を実現し、前記振動モードに対応する共振周波数の近
似域内において前記棒材又は板材の該振動モードの腹の
位置を非接触で正弦波加振し、前記棒材又は板材の他の
腹の位置において非接触型変位センサにより該棒材又は
板材の振動変位の振幅を測定し、その最大振幅状態の発
生から真の共振周波数を検知し、該共振周波数から動弾
性係数、動せん断弾性係数及び動ポアソン比の内の少な
くとも１つを求めることを特徴とする棒材又は板材の動
弾性係数、動せん断弾性係数及び動ポアソン比の測定方
法により達成される。

本発明の前記目的はまた、棒材又は板材の所定振動モー
ドの節線になると予想される位置において該棒材又は板
材を複数個の点支持部で水平に支持し、該点支持部には
振動センサを担持せしめ、前記振動モードの腹になると
予想される位置において該振動モードに対応する共振周
波数で前記棒材又は板材を加振し、前記振動センサの出
力レベルがノイズレベルになるように前記点支持部の位
置を微調節して真の節線における点支持を実現し、前記
振動モードに対応する共振周波数の近似域内において前
記棒材又は板材の該振動モードの腹の位置を非接触で正
弦波加振し、前記棒材又は板材の他の腹の位置において
非接触型変位センサにより該棒材又は板材の振動変位の
振幅を測定し、その最大振幅状態の発生から真の共振周
波数を検知し、該最大振幅状態での加振を一定時間維持
した後停止し、その後の減衰振動挙動から前記棒材又は
板材の損失係数を求めることを特徴とする棒材又は板材
の損失係数の測定方法によっても達成される。

本発明の前記目的は、更に、水平面を有する基台と、棒
材又は板材の所定振動モードの節線において該棒材又は
板材を点支持し得るように前記基台上を駆動装置により
走行せしめられる複数の走行支持台と、前記棒材又は板
材に対し所望の音響放射位置を採り得る周波数可変型音
響放射装置と、前記棒材又は板材に対面する所望の位置
を採り得る非接触型変位センサとを備え、前記走行支持
台は、前記基台と接する走行部と、該走行部上の支持高
さ調整用弾性体と、該弾性体上に積重された振動センサ
及び点支持部と、該走行支持台の位置を検出するための
位置決めセンサとを備えており、前記音響放射装置は、
電気音響変換部と、該変換部から発せられる音波を前記
棒材又は板材の前記振動モードにおける腹の領域に集中
して放射するための絞り装置とを備えていることを特徴
とする棒材又は板材の損失係数、動弾性係数、動せん断
弾性係数及び動ポアソン比の測定装置によっても達成さ
れる。

前記電気音響変換部は例えばスピーカその他のものとす
ることができ、前記非接触変位センサとしては渦電流式
のもの、光学式のもの等を採用できる。前記走行支持台
における棒材又は板材の点支持部は、例えば周面を山形
にしたφ１０ｍｍ以下のローラベアリング又はφ１０ｍ
ｍ以下の鋼球を球座等の保持部で支えるというようにし
て、円滑な回転により測定材料に対して容易に移動させ
得る構造とするのが望ましい。振動モードの節線は損失
係数が小さい程細く、振動変位振幅が小さい程太い傾向
があるので、前記走行支持台の点支持部と測定材料との
接触面積は、振動モードの腹における共振変位振幅が通
常の測定に必要な程度の微小な変位であれば１ｆＩ１ｍ
２以下の点接触を満足するのが望ましい。前記弾性体は
、ばね、ゴム等とすることができ、測定材料に多少の反
りゃ厚さ方向の寸法変化があっても、前記支持台が測定
材料を略均等に受圧して支持するようにし得るものであ
ればよい。前記走行支持台を走行させるだめの駆動装置
としては、送りねじ、ワイヤを使用したもの等を適宜採
用し得る。前記位置決めセンサは、前記基台を基準とす
るりニヤスケール表示をなすもの等とされ、位置分解能
が１／１０ｍｍ〜１／１００１１１０１程度のものを採
用するのが、測定精度上望ましい。前記走行支持台によ
る測定材料の支持は、該支持台上に測定材料を載置する
ことによる他、該支持台に対向する挟持部材を更に設け
て測定材料を上下から挾んで支持すること等も可能であ
る。

本発明においては、測定材料は音響放射面積絞り装置付
きの音響放射装置によるというように非接触正弦波加振
により、振動モードの腹の狭い面積で加振され、該材料
の振動変位振幅も非接財形変位センサによる如く一点で
非接触でとらえられるので前記音響放射を停止する前の
該材料の一定状態の共振変位振幅はプラス側とマイナス
側でほぼ等しく、この状態で音響放射が停止された後の
時間波形の包絡線はプラス側、マイナス側共に実質上同
じ形となり、これをレベル（振動変位振幅のｃｌＢ変換
値）一時間線図に表わすと理想的な１つの減衰直線が得
られ、その直線の傾きすなわち単位時間当りの減衰量（
ｄ　Ｂ）を減衰度Ｄ（ｄＢ／５ｅｅ）として公知式 Ｄ＃２７．３ｆ　・η（ｆ　はｎ次の振動モーｎ　　　
　　　　　　　ｎ の共振周波数） から損失係数ηを知ることができる。

なお、レベルレコーダの性能からＤ＞２００ｄＢ／Ｓを
計測することがむずかしいので、そのような大きなηを
測る場合は、他の方法により求めるのが望ましい。また
、得られた共振周波数ｆｎが縦振動あるいは曲げ振動に
よるものならば材料の質ｆｆ１Ｗ及び係数ＣＩを用いて
、式ＥＤ＝ＣＩＷｆｎ２　（Ｃ１；縦振動あるいは曲げ
振動における係数。板材の場合はポアソン比を加味した
ものである。） から動弾性係数ＥＤが求められ、ねじり振動によるもの
ならば、式 ＧＤ＝Ｃ２Ｗｆｎ２　（Ｃ２；ねじり振動における係数
） から動せん断弾性係数Ｇ、が求められる。さらに、得ら
れた動弾性係数Ｅ、と動せん断弾性係数Ｇ。

とからμＤ＝ＥＤ／（２・ＧＤ）、−１の式により動ポ
アソン比が求められる。

また斯かる本発明方法及び装置は、高次の振動モードが
理論、有限要素法あるいはモーダル解析法等により推定
できれば高次の振動モードに対してもＪｌ定が可能であ
る。測定できる周波数範囲は、電気音響変換部の周波数
特性、材料の寸法、質量及び静的弾性係数などによって
左右されるが、おおむね３０Ｈｚ　〜１０ｋＨｚである
。

実施例 以下、本発明方法の実施例を本発明装置の一例と共に図
面を参照しつつ説明する。

第１図から第３図は、本発明の１実施例測定装置により
正方形板を対象として測定を行なっている状態を示して
いる。第１図及び第２図に示すように、測定装置は、テ
ーブル（Ａ）等に設置される基台（１）と、該基台上を
走行せしめられ上端で測定材料（Ｓ）を支持する走行支
持面（２）と、測定材料（Ｓ）の所望の箇所に音響放射
をして加振する音響放射装置（３）と、測定材料（Ｓ）
に対し所望の箇所で対面せしめられる非接触型変位セン
サ（４）とを備えている。基台（１）は、設置面を有す
る基盤（１０）と、該基盤上に固定されたリニアスケー
ルガイド（１１）とを備えており、この例ではテーブル
（Ａ）の平坦度の不完全を補正し得るようにゴム板（Ｂ
）を介して設置されている。リニアスケールガイド（１
１）は、第２図に示す如く、基盤（１０）中央のまわり
に９０°間隔で４本設けられ、基盤（１０）中央からガ
イド（１１）各点までの距離がこれら４本のガイド間で
同じように変化する如く配置されている。もつとも、基
台（１）及びそのガイド（１１）の本数や配置はこれに
限定されるものでなく、測定材料の大きさ、形状、振動
モードの選択等に応じて適宜法められる。走行支持台（
２）は、第３図に示すように、リニアスケールガイド（
１１）に接する走行部（２０）と、該走行部（２０）上
に順次積重固定されたコイルスプリング（２１）、荷重
センサ（２２）、振動センサ（２３）、保持部（２４）
及び点支持部（２５）と、位置決めセンサ（２６）とを
備えている。走行部（２０）は、前述のガイド（１１）
との組合わせで種々の形態とすることができ、例えばガ
イド（１１）に送りねじを設け、走行部（２０）はこれ
に螺合する雌ねじを設けたボールねじ機構とすることが
でき、この場合は、走行支持台（２）の駆動部（５）と
して送りねじの回転駆動装置が採用される。コイルスプ
リング（２１）は、測定材料が完全な平面を有していな
い場合や厚さが変化している場合にも、各支持台での受
圧に大きな差が生じず、材料が略水平に支持されるよう
にばね定数が選択される。この高さ調節の幅を拡げるた
めに、支持台（２）は、上下方向に伸縮固定される調節
機構をさらに備えることができる。この例では、荷重セ
ンサ（２２）としてロードセルを採用し、振動センサと
して圧電型加速度センサを採用している。

節線支持部（２５）は周面が山形のローラであり、保持
部（２４）により回転自在に支持されている。

位置決めセンサ（２６）としては、サーボ機構を使用し
たもの等を適宜採用しうる。

このように構成された装置に基づき、以下の如く測定を
行なう。

−先ず測定材料である正方形板（Ｓ）を走行支持台（２
）上に載置する。この場合、走行支持台（２）は、幾何
学的に正確な正方形にして厚さが一定である板が自由−
自由の境界条件下で振動すると仮定したときの１次の振
動モードの節線、すなわち正方形板の中心を通り、辺に
平行な節線上に配置する。正方形板（Ｓ）の振動モード
の腹となる箇所、例えば正方形板の角部に渦電流式非接
触型変位センサ（４）を配設する（第２図参照）。

なお、正方形板（Ｓ）が非電導体である場合は、該角部
にアルミ箔等の電導体を貼着して測定することができる
が、光学式変位センサを使用する場合は測定材料に対す
る負荷をなくすことができる。

次に正方形板（Ｓ）の振動モードの他の股付近（第２図
の点Ｐ）を軽量ハンマーで板（Ｓ）が傾かない程度に衝
撃加振し、変位センサ（４）により振動変位を検知し、
出力を増幅器、スペクトラムアナライザを通してＣＲＴ
上にスペクトル表示しく第４図参照）、１次振動モード
について測定する場合はピークレベルを示す共振周波数
のうち最も低い共振周波数を知る。同様に軽量ノ１ンマ
で衝撃加振を加えながら、第４図に示す第１の走行支持
台（２）を移動し、振動センサ（２３）の出力における
前記共振周波数でのレベルがノイズレベルに一致するま
で位置を調節する。さらに第２から第４の走行支持台（
２）についても同様の位置調節を行ない、４個の振動セ
ンサ（２３）の出力における共振周波数でのレベルが全
てノイズレベルになるまで位置調節を繰返す。

次に変位センサ（４）の配設位置と異なる振動モードの
腹の位置、例えば変位センサ（４）が配置された板（Ｓ
）の角部と対角線上に対向する角部上面に対面するよう
に音響放射装置（３）を配設する。音響放射装置（３）
は、スピーカ（３０）と、音波放射範囲を集中化する絞
り装置（３１）とを備えたものであり、この場合は正方
形板（Ｓ）の角部に絞り装置（３１）の中心部を対面さ
せて配置される。もつともこの音響放射装置（３）の配
設け、位置調節された走行支持台（２）及び正方形板（
Ｓ）の位置を乱さないように該位置調節の前に完了して
おくのが望ましい。このように配設した音響放射装置（
３）を発信器により増幅器を介して駆動し正方形板（Ｓ
）を加振する。この加振は、先に求めた共振周波数より
やや低い周波数（音響スペクトルのフーリエ解析時の周
波数分解能Δｆ程度低目）から次第に高めて行く。同時
に変位センサ（４）からの出力をレベルレコーダ、１／
３オクタ一ブ分析器等で読み取り、その出力レベルが最
大になる周波数を探知する。周波数は、発信器に接続し
た周波数カウンタで読み取る。こうして求められた周波
数が、正方形板の１次振動モードにおける正確な共振周
波数ｆ１である。なお、斯かる共振周波数の探知精度上
、発信器は周波数分析能０．０１Ｈｚ以内で周波数調整
のできるものが望ましい。

非接触型変位センサ（４）の最大出力変位及びレベルが
、第５図及び第６図のグラフにおける領域（Ｃ８）に示
す如く一定状態で得られたら、走行支持箱（２）の第１
から第４振動センサ（２３）の出カスベクトルを切換え
スイッチ（第４図参照）により順次見て、共振周波数に
おける出力レベルがノイズレベルに一致していることを
確かめる。

その後、レベルレコーダを作動させた状態で、発信器の
スイッチを切って音響放射を停止する。これにより、変
位センサ（４）の出力は第５図に示す如く減衰し、レベ
ルレコーダの記録紙には第６図に示す減衰曲線（Ｌ）が
記録される。この減衰曲線（Ｌ）から理想的な減衰直線
（Ｑ）が得られ、直線ＣＱ）の傾き、すなわち単位時間
当りの減衰ｆｆ１（ｄＢ）を減衰度（Ｄ）（ｄＢ／５ｅ
ｅ）として、前掲の公知式から正方形板（Ｓ）の１次の
振動モードにおける損失係数ηを求めることができる。

Ｄ＞２００ｄＢ／ｓｅｅとなる程ηが大きい場合はレベ
ルレコーダの追随性を越える場合があるので、第５図の
時間波形から減衰度を算出するなど各種演算処理をして
、損失係数ηを求めるのが望ましい。

次に、前述と同様の方法により正確な節線支持を得て正
方形（Ｓ）の２次の振動モードの共振周波数ｆ２を求め
る。

１次の振動モードはねじり形、２次の振動モードはサド
ル形の曲げであるので、前記ｆ１とｆ２の共振周波数か
ら、前掲の公知式に基づきＥＤ１Ｇ９、μ、を算出する
。

なお、走行支持台（２）を節線上に位置調節する際、前
述の軽量ハンマによる衝撃加振に代えて、スピーカ（３
０）から音響放射による加振を採用することもできる。

この場合は推定される共振周波数付近の掃引により共振
周波数を探知し、該周波数での加振下に振動センサ（２
３）の出力がノイズレベルとなるように走行支持台（２
）を位置調節し、支持位置の変化に伴う共振周波数のず
れを探知してその都度共振周波数で加振し、全ての走行
支持台（２）の位置調節を行なうとよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明に係る動弾性係
数、動せん断弾性係数及び動ポアソン比の測定方法並び
に損失係数の測定方法によれば、測定材料は点支持部に
設けた振動センサの出力がノイズレベルになるように該
点支持部を位置調節して真の節線において正確に支持さ
れ、しかも該点支持状態で非接触の加振及び変位測定に
基づいて共振周波数が検知され、該共振周波数から動弾
性係数、動せん断弾性係数、動ポアソン比が求められ、
さらに損失係数の測定方法にあっては前記共振周波数で
の加振状態から加振停止後の減衰振動挙動に基づき損失
係数が求められるので、正確な節線支持に基づく理想的
な自由−自由境界条件が実現され、非接触加振及び変位
測定ゆえに材料への負荷の影響を問題なき程度とするこ
とができ、加振及び変位測定位置の選択により３０Ｈｚ
〜１０ｋＨｚという広い周波数範囲で各種振動モードに
ついて、高精度且つ高信頼性のもとに、種々の形状及び
材質の棒材及び板材の動弾性係数、動せん断弾性係数及
び動ポアソン比を測定すること、更には損失係数を測定
することができる。

また本発明に係る測定装置は、振動センサを備えた走行
支持台で前記点支持部を構成し、位置決めセンサで該走
行支持台の位置調節を可能とし、絞り装置つき音響放射
装置及び非接触型変位センサで非接触による加振及び変
位測定をなすようにして、前記各測定方法の実施を前記
効果を伴って行なわしめるものである。

本発明方法及び装置による測定対象として重要なものの
例を挙げると以下の如きである。

（１）宇宙開発関係 人工衛生用アンテナ（振動防止）、宇宙基地利用計画に
おける柔軟構造物（振動制御、振動防止）（２）海洋関
係 船舶、海上基地構造材料（騒音、振動防止）（３）スポ
ーツ関係 スキー板、テニスラケットのフレーム、ゴルフクラブの
シャフト（振動減衰） （４）先端技術関係 原子力発電設備の炉体、パイプ等（振動防止）、磁気デ
ィスクの本体、ヘッド等（振動防止）（５）その他 発電機（高出力化に伴う振動防止）、工作機械（高精度
化、高速化の際のベッドの振動防止、工具のビビリ防止
）、自動車（ブーム音防止）、蛍光灯の安定器（うなり
音防止）

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例について示すもので、第１図は測定
装置の正面図、第２図はその平面図、第３図は走行支持
台を中心に示す測定装置の一部の正面図、第４図は測定
装置の使用状態を周辺機器と共に示すブロック図、第５
図は非接触型変位センサの出力波形を示す図、第６図は
その出力をレベル表示したグラフである。 （１）・・・基台 （２）・・・走行支持台 （３）・・・音響放射装置 （４）・・・非接触型変位センサ （２０）・・・走行部 （２１）・・・支持高さ調整用弾性体 （２３）・・・振動センサ （Ｓ）・・・測定材料 （以　上） 第１図 １：基台 ２：走？〒ｌ特負 ３：８９．を射装置 ４：　　ηト）鎮熊″Ｌ支イ１センサ ２０’史′４ｒ詐 ２１・支吟舌之鋒撃昂惇性停 ２３：　Ｊ辰勤センサ Ｓ：　う則史叔木斗 第３図 第４図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）棒材又は板材の所定振動モードの節線になると予
   想される位置において該棒材又は板材を複数個の点支持
   部で水平に支持し、該点支持部には振動センサを担持せ
   しめ、前記振動モードの腹になると予想される位置にお
   いて該振動モードに対応する共振周波数で前記棒材又は
   板材を加振し、前記振動センサの出力レベルがノイズレ
   ベルになるように前記点支持部の位置を微調節して真の
   節線における点支持を実現し、前記振動モードに対応す
   る共振周波数の近似域内において前記棒材又は板材の該
   振動モードの腹の位置を非接触で正弦波加振し、前記棒
   材又は板材の他の腹の位置において非接触型変位センサ
   により該棒材又は板材の振動変位の振幅を測定し、その
   最大振幅状態の発生から真の共振周波数を検知し、該共
   振周波数から動弾性係数、動せん断弾性係数及び動ポア
   ソン比の内の少なくとも１つを求めることを特徴とする
   棒材又は板材の動弾性係数、動せん断弾性係数及び動ポ
   アソン比の測定方法。
2. （２）棒材又は板材の所定振動モードの節線になると予
   想される位置において該棒材又は板材を複数個の点支持
   部で水平に支持し、該点支持部には振動センサを担持せ
   しめ、前記振動モードの腹になると予想される位置にお
   いて該振動モードに対応する共振周波数で前記棒材又は
   板材を加振し、前記振動センサの出力レベルがノイズレ
   ベルになるように前記点支持部の位置を微調節して真の
   節線における点支持を実現し、前記振動モードに対応す
   る共振周波数の近似域内において前記棒材又は板材の該
   振動モードの腹の位置を非接触で正弦波加振し、前記棒
   材又は板材の他の腹の位置において非接触型変位センサ
   により該棒材又は板材の振動変位の振幅を測定し、その
   最大振幅状態の発生から真の共振周波数を検知し、該最
   大振幅状態での加振を一定時間維持した後停止し、その
   後の減衰振動挙動から前記棒材又は板材の損失係数を求
   めることを特徴とする棒材又は板材の損失係数の測定方
   法。
3. （３）水平面を有する基台と、棒材又は板材の所定振動
   モードの節線において該棒材又は板材を点支持し得るよ
   うに前記基台上を駆動装置により走行せしめられる複数
   の走行支持台と、前記棒材又は板材に対し所望の音響放
   射位置を採り得る周波数可変型音響放射装置と、前記棒
   材又は板材に対面する所望の位置を採り得る非接触型変
   位センサとを備え、前記走行支持台は、前記基台と接す
   る走行部と、該走行部上の支持高さ調整用弾性体と、該
   弾性体上に積重された振動センサ及び点支持部と、該走
   行支持台の位置を検出するための位置決めセンサとを備
   えており、前記音響放射装置は、電気音響変換部と、該
   変換部から発せられる音波を前記棒材又は板材の前記振
   動モードにおける腹の領域に集中して放射するための絞
   り装置とを備えていることを特徴とする棒材又は板材の
   損失係数、動弾性係数、動せん断弾性係数及び動ポアソ
   ン比の測定装置。