![[PukiWiki]](image/pukiwiki.png "[PukiWiki]")
#author("2023-12-01T10:31:42+09:00","default:kouzouken","kouzouken") #author("2023-12-04T13:07:06+09:00","default:kouzouken","kouzouken") [[FrontPage]] #contents ・振動試験メモ タブレット端末を使った振動測定を行うための方法をいかに示す。 **実験実施前の準備（タブレットの準備:研究室内で行っておくこと） [#d0b322f8] -タブレット端末のPhyphoxアプリケーション内にあるデータを整理し、必要がないものは消しておく。（基本的には前回の調査終了後、データをエクスポートして各自のパソコン、K2に保存している） -タブレット端末とモバイルバッテリーはすべて充電しておく。タブレット端末のバッテリーは持ちが悪いため、本番で使用する機材は、モバイルバッテリーなどで充電しながら持ち運ぶことが望まれる。 -タブレット端末は、電源を切った状態が長く続くとタブレット端末内部の時間がズレていることがある。そのため、試験を行う際は必ず、インターネットを介して時間の修正を行うことが必要である。（基本的にwifiに繋げば自然に時間が合う） 一応ここまでが研究室で行っておくこと！！！！ **実験実施前の準備（タブレットの準備：現場で行うこと） [#b17931ae] -タブレット端末の裏側に養生テープと強力両面テープを貼り付ける。タブレット端末の横幅の中心位置、 長さの中心位置に印をつけておく（図参照：これは、タブレットを床版に設置する際に平行方向、直角方向を合わせるための印） -タブレット間の時間誤差をなくすため、タブレット同士を重ねた状態で一定の振動を与える。 （重ねたタブレットを鉛直方向に一回振ってその振動を測定する）測定した振動のMAXの時刻 （タブレット端末を重ねて振っているだけなので振動はすべてのタブレットで同時刻に行われたものと仮定して）と タブレット端末に記録されている開始時刻の差からタブレット端末間の誤差を算出する。 --https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/oikawa/zikanawase1.png --https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/oikawa/zikanawase2.png --https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/oikawa/zikanawase3.png **実験実施前の準備（橋の床版上で行うこと） [#v502eba2] -振動測定を行うため、タブレット端末の設置位置と加振場所の位置づけを行う。 基本的には、支間長に対して1/4, 1/2, 3/4の幅員両端にタブレットを設置する（図を参照）。 タブレットを設置する位置が決まったら、貼り付ける場所に養生テープを貼り、設置位置の中心に床版と並行の線、直角の線を書いておく（図を参照）。 -歩行試験を行う場合は、歩行試験用の印をつける。歩行試験用の印は、歩行試験を行う場合の条件にもよるが、現在までの行ってきた歩行試験では、歩幅70cmで行っています。 --https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/oikawa/zikanawase4.png --https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/oikawa/zikanawase5.png --https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/oikawa/zikanawase6.png ***タブレット端末の測定設定 [#ofbe602f] -タブレット端末で測定を行うための設定をphyphox内で行います。タブレット端末を立ち上げて、Phyphoxのアプリを立ち上げる。アプリ内にある重力加速度gを含む加速度を 選択する。図のような画面が立ち上がるので、「︙」のマークを押す。するとメニューバーが出てくるのでプログラム計測を選択して設定を行う。プログラム計測内の「開始遅延」は測定開始までの時間を設定する場所で、「実験時間」はその名の通り振動を測定する時間のことである。歩行試験以外の固有振動モードを誘起するための試験の場合は実験時間は30秒、歩行試験の場合は60秒で行う。開始遅延は、タブレットを設置する位置にもよるがタブレット番号1,2,3は40秒，4,5,6は30秒などとしておくと良い。 **振動試験の実施 [#vfed9b5a] -振動試験は、鉛直方向の振動を誘起するための砂袋落下衝撃試験（図参照）、水平方向の振動を誘起するための水平人力加振試験（図参照）などを行います。 -試験を行う場合、各タブレット端末の時間を合わせて測定を行う必要がある。そのため、タブレット端末の操作担当者全員が同時刻に操作できるように、操作担当者ではない一人が メトロノームアプリなどを使って、カウントダウンを行う。 -タブレット端末の操作は、画面上のスタートボタン（▷）を押せば、測定がスタートする。タブレット端末のプログラム計測の設定を行っていれば、スタートボタン（▷）を押せば開始遅延が開始する。（タブレット端末の開始遅延を30秒としているのは、タブレット端末の操作を行って、操作者が橋梁上を離れてから、橋の振動を安定させるためである。）カウントダウンと合わせてタブレット端末の操作を行う。 -タブレット端末の操作の後、操作者は全員橋から離れ、カウントダウン終了後、約5秒後に砂袋を落下させて、その後測定終了まで振動を与えず、自由減衰波形の測定を行う。 基本的にはこのサイクルで測定を行っていく！！ **振動試験後のMATLAB(卓越 位相確認） [#j3deeb04] 以下に振動試験を行った後のMATLAB操作についてまとめておきます。 ①MATlabを開いた後に変数の新規変数を開く（下図の丸部分） https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shindo23/matlab_homepage/matlab_hajime_hensu.png ②MATLABの新規変数の部分に0点セット（上記参照）したデータを入れる。 https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shindo23/matlab_homepage/matlab_hensu_ireta.png ③最初のコマンドでFFT1を打つ。その後「データファイル名」を問われるので①で作成した変数のデータ名を入れる。その後「波形のスタート地点は？」と聞かれるので大体400前後で入力する。 https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shindo23/matlab_homepage/matlab_FFT.png ④③の作業が成功したら下記のようなグラフが出てくると思うので一番卓越している周波数を確認し、メモしておく。 https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shindo23/matlab_homepage/matlab_figure.png 上記の作業を設置したタブレットの数だけ行う。(FFT1-FFT6)まで。やった感じは下記の通り https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shindo23/matlab_homepage/matlab_fft_all.png ⑤FFTが終わったら次はband処理を行う。band1とコマンドを打つ。その後「データファイル名」を入力する。 そしたらまず「フィルターの下限値」を問われるので④で確認した卓越した振動数より少し小さい数字を入力。 その次に「フィルターの上限値」を問われるので④で確認した卓越した振動数より少し大きい数字を入力する。そ したら「波形のスタート地点」を問われるので③で入力した波形のスタート地点を入れる。 今回は卓越した5.96Hzなので下記のように入力した。 https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shindo23/matlab_homepage/matlab_band.png そしたらband処理が行われて下記のようなグラフができる。 https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shindo23/matlab_homepage/matlab_bandfigure.png 上記の作業をband1-band6（タブレットの数）やる。全部やったら下記の感じになる。 https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shindo23/matlab_homepage/matlab_band_all.png ⑥band処理が終わったらxcross1-xcross6まで打つ。 https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shindo23/matlab_homepage/matlab_xcross.png ⑦phaseで位相の確認をする。試しにphase36とコマンドを入力する。 ちなみに上の通りに作業するとphase36はタブレット3とタブレット6の確認となる。 入力した後に出力されたグラフを確認し同位相、逆位相の確認。 卓越した振動数をグラフから探し出し、そこのyのデータで判断する。（同位相→0°-75° 逆位相105°-180° 位相なし→90°±15°） https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shindo23/matlab_homepage/matlab_phase.png 今回卓越した周波数は5.96Hzなのでxが5.96Hzの場所を探し出して確認する。 ちなみに卓越した振動数がグラフから探せなかった場合、なるべく近い値を探し出しその値で判断する。 探しだしたらyの値を確認して上記の基準で同位相、逆位相の確認。今回yの値が65°なのでタブレット3とタブレット6は同位相だと確認できる。 ⑦の作業で各タブレットの位相を確認する。 ちなみに解析で位相を確認してみると下記の通り。 https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2023/shindo23/matlab_homepage/matlab_kaiseki.png タブレット3とタブレット6は山となっており、同位相だと確認できる。他のタブレットでも確認しないと行けないがとりあえず実験ではほしい振動モードの固有振動数を得られたと判断できる。 タブレット3とタブレット6は山となっており、同位相だと確認できる。
