２４ 両端単純支持梁に対する外乱抑制制御系の製作 ２４ 両端単純支持梁に対する外乱抑制制御系の製作 機械創造工学課程 １１３０７４８９ 古澤大輔 担当教員 小林泰秀 准教授 １．研究背景 Table.2 圧電素子 音の 強さ 時間 柔軟構造物の制御問題 ⇒アクチュエータを複数配置し，外乱を 吸収する． 富士セラミックス 圧電セラミックス PZT－Pb（Zr・Ti）O3系 材質 C-6 寸法[mm] L40×W35×t0.5 電気機械結合係数 52×10-2 等価圧電定数[m/v] 472×10-12 電圧出力係数[m2/c] 25.3×10-3 弾性係数[GPa] 19 ポアソン比 0.32 機械的品質係数 80 誘電損失[%] 1.60 この技術は波を制御する点で能動騒音制御と共通している． 本研究室では片持ち梁の振動制御について行い，特定の周波数領域で外乱を吸収できる． 騒音 制御音 制御後の音 Fig.1 能動騒音制御 Fig.7 圧電素子 他の支持条件として両端単純支持梁に適用する． R12 Fig.3 前回全体 Fig.2 前回固定部 両端単純支持梁の実験装置を製作した． （B3ポスター） ３．打撃試験 １次モードの共振周波数を測定したい． ⇒打撃試験の実施 圧電素子をセンサとして用いた． 両端単純支持共振周波数理論式 理論共振周波数に比べ実験で求めた共振周波数は53％高い． ⇒単純支持梁ではない． ・円筒部が自由に回転せず，固定に近くなっている． Table.3 理論両端支持共振周波数 両端単純支持 両端固定 次数 理論式 周波数[Hz] 1 12f1 1.15 2.267f1 2.61 2 22ｆ1 4.61 6.249f1 7.20 3 32ｆ1 10.37 12.25f1 14.11 4 42ｆ1 18.43 20.25f1 23.32 自由な回転を有する新規の両端単純支持梁を製作する． ２．実験装置 Table.1 実験装置 梁 シンワ直尺シルバー(SUS420j2) 寸法[mm] L2000×W40×ｔ2.0 圧電素子位置[mm] 固定位置より150 支持方法[mm] ピンホルダーがφ6のピン周りで回転 備考 軸間距離固定 Fig.9 圧電素子入力 Fig.8 圧電素子出力 単純と2倍以上の違い 固定に近い値 2.638[Hz] 2.730[Hz] 2000[㎜] ピンホルダー 固定端に近い値が検出された原因 スラスト軸受 （１）支持部のピンホルダーが回っていない． ⇒支持部の摩擦が大きい． （２）梁の初期張力がゼロになっていない． Fig.4 固定部概略図 ４．まとめ （１）両端がピンで支持された梁の実験装置を製作した． （２）理論共振周波数と打撃試験の実験結果より固定端に近い値 の共振周波数を持つ． 単純支持梁でない． 1 圧電素子 ５．今後の課題 （１）支持部の摩擦低減を目指す． ⇒空気軸受を用いた実験装置を製作する． （２）張力を測定できるようにする． ⇒バネばかりやマイクロメータを用いる． 1 Fig.5 固定部写真 Fig.6 実験装置全体写真