近年来家电制品的静音化的进展非常迅速，电冰箱等的噪声大幅度降低，变得很安静。这是因为产品的设计反应了客户的时间需求，在产品的静稳设计方面采取各种有效对策的结果。
在这个例子中，介绍了扑捉电冰箱产生的异音，通过声强分析，模式分析，运行工况分析等测量分析方法的结合运用解决问题的过程。对象电冰箱产生约1kHz的异音，通过声强分析确定声源位置，进一步根据声源的特征采用模态分析，运行振型分析，明确原因，并进行构造修正，最后评价问题得以解决。
这种测量分析的步骤与方法，可举一反三应用到各种电机，家电，办公设备，机电产品领域。
电冰箱背面的声强测量结果(120 Hz - 1 kHz)
首先，在电冰箱背面1 m处测量噪声的频谱，并且测量背面全体的声强分布，以确定异音的频率及发生位置。
在本例中，噪声产生的位置于电冰箱下部的压缩机部分，放射的噪声能量最大，FFT分析的频谱显示为700 - 800 Hz的噪声成分。
使用3次元声强探头，对压缩机进行声强测量
进一步，针对目标频率，对压缩机部分进行更加详细的声强测量，如左上图所示，压缩机部分进行细分成网格状，各个网格点测量其声强值并用图形表示。
通过图形表示可以确定噪声发生的位置。在本例中，噪声源在绿-黄色表示部分，并且通过频谱分析频率范围在650 - 750 Hz。
通过声强测试，基本判明异音发生的场所为输入管，发生的原因预测为“共振”现象，以下则针对输入管的“共振”现象进行更深一步的分析。
使用模态分析方法对共振进行分析是非常有效的方法，在输入管设定14个测量点分别测量频率响应函数。
测量的频率响应函数中频率范围650 – 750 Hz的范围内，激励点No.10处测量的频率响应函数的Z方向的峰值最大，峰值分别为11次模态，12次模态。
根据频率响应函数进行模态分析的结果如下图表示。
模态分析的结果，输入管的激励点No.4 ～ 10的弯曲部分存在11次模态的弯曲振动，与12次模态的扭曲振动。
11次模态
12次模态
输入管单体自由状态的实验模态分析之外，还进行了输入管安装在压缩机上的运行振型分析。
运行振型分析时，基准传感器与测量位置如图所示，Z方向的测量结果如下所示。
与模态分析的结果相同运行振型分析的结果，在测量点No.3 ～ 8的弯曲部分，发生有共振现象。
测量点No.2的Z方向加速度
测量点No.2的Z方向运行振型
可以使用实验模态分析以及运行振型分析的解析结果，对有限元素法的参数进行修正，以及设计结构修正，提高基于有限元素法的仿真模拟系统的精确度。
模态分析
运行振型分析
噪声级数据
振动加速度数据
根据以上各种测量解析的结果，输入管的弯曲部分由于共振产生出异音。其对应处理解决方法通过对共振的抑制处理清除该异音的发生。
结果
对输入管的弯曲部的长度进行构造变更修正。并对其进行验证，构造变更前后频谱分析的结果表示，变更后的噪声声压与振动加速度改善为变更前的约1/10的水平。
仪器和软件构成
| 型号 | 名称 | 备注 | |
|---|---|---|---|
| 1 | DS-3000 DS-0371 |
DS-3000 4通道FFT 信号输出模块 |
◆DS-3204 4通道主单元 ◆DS-0371 信号输出模块 ◆DS-0321 FFT分析 ◆DS-0350 数据采集记录 |
| 2 | CH-0610 | 声强用传声器放大器 | MI-6420用 |
| 3 | MI-6420 | 3维声强探头 | |
| 4 | MI-0620 | 声压相位校准器 | MI-6420校准用 |
| 5 | GK-3100 | 脉冲力锤 | 附带放大器 |
| 6 | NP-3560B | 3轴加速度传感器 | 超小型 |
| 7 | DS-0321 | FFT分析功能 | 4～8通道系统用 |
| 8 | DS-0225A | 3维声强测量分析 | |
| 9 | WS-7340 | 实验模态分析与运行振型分析 | ME'scope VES |
应用事例
Revised:2014/08/05