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永不消失的振动

我们生存在“森罗万象,动荡摇曳的世界”。在量子力学的世界,即使能量处于绝对零度的最低状态,原子的振动也是存在的(零点振动)。
此外,振动虽属于自然科学的主题之一,但实际与社会科学和人文科学等也密切相关。例如,随着政治、经济、社会的发展,建筑、居住环境、工业制品也在进步,同时对于振动环境的要求也在提高。
我们虽与“振动”咫尺相邻,进行日常的社会活动,平时却不会意识到它的存在。在不同的场合会有必要的振动环境(安静度),当超过允许极限时,我们才会意识到“振动”。


振动的起源

那么,振动现象是何时开始存在的呢?它的起源可以追溯到宇宙诞生之时。
宇宙始于膨胀,大爆炸时产生了巨大的能量,由此诞生了时间和空间。与此同时,大爆炸的等离子体状态中的光子能量与无数的电子发生冲击,能量的一部分变换为物质化的质量粒子,摇晃量子(基本粒子) [=振动之源]由此诞生。
上述现象据说是在宇宙诞生时几分钟之内发生的。38万年后,宇宙逐渐清晰明朗,重力导致质量集中、银河及星系的形成,一直延续到138亿年后的今天。


何为振动工学

迄今为止的人类,以自然科学、社会科学、人文科学的3大科学(Science)为基础科学,逐渐向追求便利的物品制造工学(Engineering)展开。此外,尽管工学领域涵盖了广泛的领域,包括机械工学,电子工学和土木/建筑工学,但是振动工学是所有这些共同的课题。
正如自然科学始于波动,我们是无法把振动变为没有的。振动工学可以称为“根据目的及用途,将人及人工建造物的振动缩小至允许范围内的学问和技术”。


振动及噪声对于人类的影响

人类根据目的及用途建造了各式各样的设施。在它们所在的地球表面上,由于地下岩浆和地壳运动而产生的波动的传播,从而引起了脉动和间歇性的无感地震。另外,由于道路及交通、产业机械、风、波浪等引发的振动在传播的同时,会根据地基和建筑物的结构和距离而衰减,从而形成了时常微弱振动的环境(时常振动)。

振动控制的控制对象
住宅(独户、中低层,高层住宅)
一般建筑(政府大楼、银行、酒店、百货店、事务所)
学校(托儿所、小学、中学、图书馆)
医院(医院建筑、病房、手术室、检查室)
剧场(电影院、音乐厅、美术馆、博物馆)
研究设施(大学、研究机构、研究、开发、实验)
工厂(重工业、轻工业、生产、加工、检查)
仓库(自动仓库、自动化物流中心)
运动设施(体育馆、竞技场、演出设施)
交通(道路、铁路、地铁、汽车)
船舶(客船、货船)
宇宙(卫星发射实验场)

由于最初构成建筑物的材料和结构的特性(刚性),设施中会存在固有的振动成分。此外,由于还有人、机器、流动体、磁歪、车辆、音压等加振振源的存在,会产生各种各样的振动。

这样的振动有时会成为噪声危害。通过空气等介质的振动可以听到声音,但是当建筑物中的地面和墙壁剧烈振动时,会振动空气并变成声音,从而在不同于加振振源的地方引起噪声危害。像这种,由于通过地面,墙壁和管道的结构传递的振动而产生的声音称为固体声音。

此外,在最先进的纳米技术研究设施和生产工厂,即使是比地基的时常振动更微小的无感级别的振动,也会影响装置的精确度。其振动(位移)的大小,是人类无法识别的微米(10-3mm)〜纳米(10-6mm)的超微小级别。

此外,地震不仅会对一个设施,对于广范围的地域都会产生巨大的振动影响。地球上的地震活动从喜马拉雅山脉到阿尔卑斯山的造山带及环太平洋造山带上都很活跃,日本处于环太平洋造山带,震度为5〜6级的地震平均2年1次,震度为7级的地震30年发生1次。在结构体的60年法定耐用年数中,会发生许多强烈地震。

寻求振动危害的最佳解决方案

针对以上各种各样的振动及其最佳解决方案,到目前为止,我们已经在各个现场积累了经验,并获得了先验知识。振动危害不是偶然发生,与宇宙现象的普遍性一样,具有不可避免的必然性。振动危害的波及范围很广,即使是看起来一样的振动危害,其原因及背景会因为现场不同而不同,具有复杂性。

由此,我们从各个现场的危害实例中寻找共通点,针对危害的种类及领域分类,从归纳性观点进行整理,通过在三轴图上进行表现,是一种实现最佳方案的方法。
三轴图以频率为横轴,将振动现象以位置(位移)及其时间变化(=速度/加速度)的四维空间进行捕捉。您对于所示的所有振动领域,包括人类社会对象的地震,体感振动,固体声音区域的振动(噪声),甚至是无感振动,都有所了解了吗?这个表现振动领域的三轴图,可以称为我们特许机器集50年间大成的知识总结

这个世界是由基本粒子开始的“森罗万象,动荡摇曳的世界”。
特许机器的社会作用(使命、分担),在追求各领域振动控制技术的同时, 也在追求可能的最佳解决方案的技术,正因为特许机器是一家“涵盖全频域的最佳解决方案”的公司。


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