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JP7788258B2 - Stick-slip frequency identification method and device - Google Patents
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JP7788258B2 - Stick-slip frequency identification method and device - Google Patents

Stick-slip frequency identification method and device

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JP7788258B2 JP2021190080A JP2021190080A JP7788258B2 JP 7788258 B2 JP7788258 B2 JP 7788258B2 JP 2021190080 A JP2021190080 A JP 2021190080A JP 2021190080 A JP2021190080 A JP 2021190080A JP 7788258 B2 JP7788258 B2 JP 7788258B2
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Description

本発明は、スティックスリップ周波数特定方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and device for identifying stick-slip frequencies.

ある物体が他の物体に接触しながら移動するときに、スティックスリップ現象という現象が生じる場合がある。スティックスリップ現象とは、移動する物体が、連続的に滑らかに移動せずに、滑りと他の物体への固着とが交互に起きて間欠的に移動する現象をいう。 When an object moves while in contact with another object, a phenomenon known as stick-slip can occur. Stick-slip is a phenomenon in which an object does not move continuously and smoothly, but instead moves intermittently, alternating between slipping and sticking to other objects.

従来、スティックスリップ現象の解析に係る技術が提案されている。例えば、特許文献1には、相手材とゴム製の試験片とを所定荷重にて接触させて回転させ、回転を始める際の最大摩擦力と、回転後摩擦力が一定値に落ち着いた動摩擦力に基づいて、試験片と相手材との間におけるスティックスリップのし易さを評価する方法が開示されている。また、特許文献2には、駆動モータにより回転する回転体の円周面に試験サンプルを圧着させることで、試験サンプルの耐摩耗性を評価する方法であって、駆動モータの回転駆動に要する電力の変動に基づいて、試験サンプルに生じるスティックスリップ現象の発生周期を算出する方法が開示されている。 Technologies related to analyzing the stick-slip phenomenon have been proposed in the past. For example, Patent Document 1 discloses a method for evaluating the susceptibility of stick-slip between a mating material and a rubber test piece, in which the test piece and the mating material are brought into contact with each other under a predetermined load and rotated, based on the maximum friction force at the start of rotation and the kinetic friction force after the friction force has settled to a constant value after rotation. Furthermore, Patent Document 2 discloses a method for evaluating the wear resistance of a test sample by pressing the test sample against the circumferential surface of a rotating body rotated by a drive motor, and for calculating the occurrence period of the stick-slip phenomenon occurring in the test sample based on fluctuations in the power required to rotate the drive motor.

特開2005-17064号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-17064 特許第6794684号公報Patent No. 6794684

ところで、ある物体が当接面に当接しながら移動すると、スティックスリップ現象によって当該物体が振動することになる。本明細書では、スティックスリップ現象によって生じる当該物体の振動の周波数をスティックスリップ周波数と呼ぶ。 When an object moves while in contact with a contact surface, the object vibrates due to the stick-slip phenomenon. In this specification, the frequency of the object's vibration caused by the stick-slip phenomenon is referred to as the stick-slip frequency.

スティックスリップ周波数は、物体又は当接面の組成や形状などに応じて変動し得るが、スティックスリップ周波数を特定することが有意義となる場合がある。例えば、タイヤと路面との間で生じるスティックスリップによって生じる音、すなわちスティックスリップ周波数の周波数成分を多く含む音が、タイヤ騒音に寄与していると考えられる。そこで、スティックスリップ周波数を特定可能であれば、タイヤの組成やパターン形状などを変更することで、スティックスリップ周波数における騒音レベルを制御することが可能となり得る。 The stick-slip frequency can vary depending on the composition and shape of the object or contact surface, but there are cases where identifying the stick-slip frequency is useful. For example, it is thought that the sound caused by stick-slip between the tire and road surface, i.e., sound containing many frequency components of the stick-slip frequency, contributes to tire noise. Therefore, if the stick-slip frequency can be identified, it may be possible to control the noise level at the stick-slip frequency by changing the tire's composition, pattern shape, etc.

本発明の目的は、スティックスリップ周波数を特定することにある。 The objective of this invention is to identify the stick-slip frequency.

本発明は、ゴム製の試験片を当接面に押し付けた状態で、前記当接面の面方向に前記試験片を前記当接面に対して相対的に移動させたときの、前記試験片の各振動周波数に対する振動周波数成分の時間変化を示す振動データを取得する振動データ取得ステップと、前記振動データにおいて前記振動周波数成分が相対的に大きい前記振動周波数を、前記試験片と前記当接面との間におけるスティックスリップ周波数として特定する周波数特定ステップと、を含むことを特徴とするスティックスリップ周波数特定方法である。 The present invention provides a stick-slip frequency identification method that includes a vibration data acquisition step of acquiring vibration data that indicates the time change in vibration frequency components for each vibration frequency of a rubber test piece when the test piece is pressed against a contact surface and moved relative to the contact surface in the planar direction of the contact surface, and a frequency identification step of identifying a vibration frequency in the vibration data that has a relatively large vibration frequency component as the stick-slip frequency between the test piece and the contact surface.

スティックスリップ現象が発生すると、試験片はスティックスリップ周波数で振動することになる。したがって、上記構成によれば、振動データにおいて、相対的に大きい振動周波数成分を有する振動周波数をスティックスリップ周波数として特定することができる。 When the stick-slip phenomenon occurs, the test piece vibrates at the stick-slip frequency. Therefore, with the above configuration, it is possible to identify a vibration frequency with a relatively large vibration frequency component in the vibration data as the stick-slip frequency.

また、本発明は、ゴム製の試験片を当接面に押し付けた状態で、前記当接面の面方向に前記試験片を前記当接面に対して相対的に移動させたときに発生する音の、各音響周波数に対する音響周波数成分の時間変化を示す音響データを取得する音響データ取得ステップと、前記音響データにおいて前記音響周波数成分が相対的に大きい前記音響周波数を、前記試験片と前記当接面との間におけるスティックスリップ周波数として特定する周波数特定ステップと、を含むことを特徴とするスティックスリップ周波数特定方法である。 The present invention also provides a stick-slip frequency identification method that includes an acoustic data acquisition step of acquiring acoustic data that indicates the time change in acoustic frequency components for each acoustic frequency of sound generated when a rubber test piece is pressed against a contact surface and the test piece is moved relative to the contact surface in the planar direction of the contact surface, and a frequency identification step of identifying, in the acoustic data, an acoustic frequency with a relatively large acoustic frequency component as the stick-slip frequency between the test piece and the contact surface.

スティックスリップ現象が発生すると、試験片はスティックスリップ周波数で振動し、スティックスリップ周波数を主成分とする音を発生させる。したがって、上記構成によれば、音響データにおいて、相対的に大きい音響周波数成分を有する音響周波数をスティックスリップ周波数として特定することができる。 When the stick-slip phenomenon occurs, the test piece vibrates at the stick-slip frequency, generating a sound whose main component is the stick-slip frequency. Therefore, with the above configuration, it is possible to identify, in the acoustic data, an acoustic frequency with a relatively large acoustic frequency component as the stick-slip frequency.

本発明によれば、スティックスリップ周波数を特定することができる。 According to the present invention, it is possible to identify the stick-slip frequency.

本実施形態に係る試験装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a test device according to the present embodiment. 本実施形態に係るスティックスリップ周波数特定装置の構成概略図である。1 is a schematic diagram illustrating the configuration of a stick-slip frequency identifying device according to an embodiment of the present invention. 振動データの第1の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a first example of vibration data. 音響データの第1の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a first example of acoustic data. コヒーレンスデータの例を示すグラフである。10 is a graph showing an example of coherence data. 振動データの第2の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a second example of vibration data. 音響データの第2の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a second example of acoustic data. ウェーブレットコヒーレンスの例を示すグラフである。1 is a graph showing an example of wavelet coherence. 本実施形態に係るスティックスリップ周波数特定装置の処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a flow of processing of the stick-slip frequency identifying device according to the present embodiment.

図1は、本実施形態に係る試験装置10の概略図である。試験装置10は、ゴム製の試験片Sに関するスティックスリップ周波数を特定するためのデータを取得する装置である。本実施形態では、ゴム製のタイヤが路面に当接しながら移動(スリップ)した際のスティックスリップ周波数を特定するため、試験片Sは、ゴム製のタイヤの一部分を切り取った試験片、あるいは、トレッド面にタイヤパターンを刻んだ直方体型ゴム型の試験体などである。なお、試験片Sとしては、他の物体に当接しながら移動することでスティックスリップ現象が生じ得るものであれば、どのようなものであってもよい。 Figure 1 is a schematic diagram of a testing device 10 according to this embodiment. The testing device 10 is a device for acquiring data for determining the stick-slip frequency of a rubber test piece S. In this embodiment, to determine the stick-slip frequency when a rubber tire moves (slips) while in contact with a road surface, the test piece S is a test piece obtained by cutting out a portion of a rubber tire, or a rectangular rubber test piece with a tire pattern engraved on the tread surface. Note that the test piece S can be anything that can cause the stick-slip phenomenon when it moves while in contact with another object.

試験装置10は、当接面12及びベース14を含んで構成されている。当接面12は、試験片Sが当接しながら移動する面である。なお、図1に示される通り、本明細書においては、当接面12と平行な方向をX軸方向とし、当接面12と平行な方向でありX軸方向に垂直な方向をY軸方向とし、当接面12に垂直な方向をZ軸方向としている。 The testing device 10 is configured to include a contact surface 12 and a base 14. The contact surface 12 is the surface against which the test specimen S moves while in contact. As shown in Figure 1, in this specification, the direction parallel to the contact surface 12 is defined as the X-axis direction, the direction parallel to the contact surface 12 and perpendicular to the X-axis direction is defined as the Y-axis direction, and the direction perpendicular to the contact surface 12 is defined as the Z-axis direction.

上述の通り、本実施形態では、タイヤが路面に当接しながら移動した際のスティックスリップ周波数を特定するから、当接面12は路面を模したものとなっている。特に、当接面12としては、試験片Sにおいてスティックスリップ現象が発生し易いものであるとよい。試験片Sにおいてスティックスリップ現象が発生し易い当接面12の条件として、当接面12の面方向に試験片Sを当接面12に対して相対的に移動させたときの動摩擦係数が1.4以上、且つ、当接面12の粗さを表す平均プロファイル深さ(MPD(Mean Profile Depth))が0.1未満という条件が挙げられる。そのような条件を満たす当接面12としては、例えばアルミニウム製の面である。 As described above, in this embodiment, the stick-slip frequency when the tire moves while in contact with the road surface is identified, and therefore the contact surface 12 simulates the road surface. In particular, it is preferable that the contact surface 12 be one on which the stick-slip phenomenon is likely to occur on the test specimen S. Conditions for the contact surface 12 to be one on which the stick-slip phenomenon is likely to occur on the test specimen S include a dynamic friction coefficient of 1.4 or greater when the test specimen S is moved relative to the contact surface 12 in the surface direction of the contact surface 12, and a mean profile depth (MPD), which represents the roughness of the contact surface 12, of less than 0.1. An example of a contact surface 12 that satisfies these conditions is an aluminum surface.

ベース14は、試験片Sを当接面12に当接させながら、当接面12の面方向に移動させるための機構である。ベース14の下側面にゴム製の試験片Sが接着される。ベース14には、不図示の機構によって当接面12側(Z軸負方向側)への荷重が掛けられ、これにより試験片Sが当接面12に押し付けられる。その状態で、ベース14は、不図示のモータの駆動力により、一定の速度において当接面12に沿って移動する。本実施形態では、ベース14は、X軸正方向に移動している。これにより、試験片Sは、当接面12に当接しながら移動する。なお、本実施形態では、ベース14が可動部となっているが、試験装置10においては、当接面12とベース14(すなわち試験片S)が相対的に移動すればよいため、ベース14(試験片S)を固定して当接面12を面方向に移動させるようにしてもよい。 The base 14 is a mechanism for moving the test specimen S in the direction of the contact surface 12 while abutting it against the contact surface 12. A rubber test specimen S is adhered to the underside of the base 14. A load is applied to the base 14 toward the contact surface 12 (negative Z-axis direction) by a mechanism (not shown), thereby pressing the test specimen S against the contact surface 12. In this state, the base 14 moves along the contact surface 12 at a constant speed due to the driving force of a motor (not shown). In this embodiment, the base 14 moves in the positive X-axis direction. As a result, the test specimen S moves while abutting against the contact surface 12. Note that in this embodiment, the base 14 is a movable part; however, since the testing apparatus 10 only requires that the contact surface 12 and the base 14 (i.e., the test specimen S) move relative to each other, the base 14 (test specimen S) may be fixed and the contact surface 12 moved in the direction of the surface.

また、試験装置10は、加速度センサ16を有している。加速度センサ16は、試験片Sが当接面12に押し付けられながら当接面12の面方向に移動したときの試験片Sの振動レベルを検出するセンサである。加速度センサ16は、試験片Sが移動している間、試験片Sの振動レベルの検出を継続する。加速度センサ16が検出した振動レベルは、スティックスリップ周波数特定装置(後述)に送信される。なお、加速度センサ16としては、例えば静電容量式加速度センサなど、従来の加速度センサを用いることができる。 The testing device 10 also has an acceleration sensor 16. The acceleration sensor 16 is a sensor that detects the vibration level of the test specimen S when the test specimen S moves in the planar direction of the contact surface 12 while being pressed against the contact surface 12. The acceleration sensor 16 continues to detect the vibration level of the test specimen S while the test specimen S is moving. The vibration level detected by the acceleration sensor 16 is transmitted to a stick-slip frequency identification device (described below). Note that the acceleration sensor 16 can be a conventional acceleration sensor, such as a capacitance-type acceleration sensor.

本実施形態においては、試験装置10は複数の加速度センサ16a~16fを有している。加速度センサ16aは、試験片Sの移動方向における前側のX軸方向の振動レベルを検出するものであり、加速度センサ16bは、試験片Sの移動方向における前側のZ軸方向の振動レベルを検出するものであり、加速度センサ16cは、試験片Sの移動方向における後側のX軸方向の振動レベルを検出するものであり、加速度センサ16dは、試験片Sの移動方向における後側のZ軸方向の振動レベルを検出するものであり、加速度センサ16eは、ベース14のX軸方向の振動レベルを検出するものであり、加速度センサ16fは、ベース14のZ軸方向の振動レベルを検出するものである。なお、加速度センサ16e及び16fはベース14に取り付けられているが、これらは、試験片Sからベース14に伝わった振動を検出するものであり、加速度センサ16e及び16fも試験片Sの振動(特に試験片Sのベース14側部分の振動)を検出しているものと言える。 In this embodiment, the testing apparatus 10 has multiple acceleration sensors 16a-16f. Acceleration sensor 16a detects the vibration level in the X-axis direction on the front side of the test specimen S in the direction of movement. Acceleration sensor 16b detects the vibration level in the Z-axis direction on the front side of the test specimen S in the direction of movement. Acceleration sensor 16c detects the vibration level in the X-axis direction on the rear side of the test specimen S in the direction of movement. Acceleration sensor 16d detects the vibration level in the Z-axis direction on the rear side of the test specimen S in the direction of movement. Acceleration sensor 16e detects the vibration level in the X-axis direction of the base 14. Acceleration sensors 16e and 16f detect the vibration level in the Z-axis direction of the base 14. Although acceleration sensors 16e and 16f are attached to the base 14, they detect vibrations transmitted from the test specimen S to the base 14. Therefore, acceleration sensors 16e and 16f can also be said to detect vibrations of the test specimen S (particularly vibrations of the portion of the test specimen S facing the base 14).

さらに、試験装置10は、マイクロホン18を有している。マイクロホン18は、試験片Sが当接面12に押し付けられながら当接面12の面方向に移動したときに発生する音の音圧レベルを検出するセンサである。マイクロホン18は、試験片Sが移動している間、音圧レベルの検出を継続する。マイクロホン18は、試験片Sの移動方向の側方に設けられる。すなわち、本実施形態では、試験片SはX軸方向に移動するから、マイクロホン18は、試験片SのY軸方向側に設けられる。マイクロホン18が検出した音圧レベルは、スティックスリップ周波数特定装置に送信される。 The test device 10 also has a microphone 18. The microphone 18 is a sensor that detects the sound pressure level of the sound generated when the test piece S moves in the direction of the contact surface 12 while being pressed against the contact surface 12. The microphone 18 continues to detect the sound pressure level while the test piece S is moving. The microphone 18 is provided on the side of the moving direction of the test piece S. That is, in this embodiment, since the test piece S moves in the X-axis direction, the microphone 18 is provided on the Y-axis side of the test piece S. The sound pressure level detected by the microphone 18 is transmitted to the stick-slip frequency identification device.

図2は、本実施形態に係るスティックスリップ周波数特定装置30の構成概略図である。スティックスリップ周波数特定装置30は、詳しくは後述するように、加速度センサ16が検出した試験片Sの振動レベル、又は、マイクロホン18が検出した音圧レベルに基づいて、試験片Sと当接面12との間におけるスティックスリップ周波数を特定するスティックスリップ周波数特定処理を実行する装置である。スティックスリップ周波数特定装置30は、例えば試験装置10に付帯するコンピュータあるいはサーバコンピュータなどにより構成することができる。なお、スティックスリップ周波数特定装置30は複数のコンピュータから構成されるようにしてもよい。すなわち、以下に説明するスティックスリップ周波数特定装置30が発揮する機能は、複数のコンピュータの協働により実現されてもよい。 Figure 2 is a schematic diagram of the configuration of a stick-slip frequency identifying device 30 according to this embodiment. As will be described in detail below, the stick-slip frequency identifying device 30 is a device that executes stick-slip frequency identification processing to identify the stick-slip frequency between the test piece S and the contact surface 12 based on the vibration level of the test piece S detected by the acceleration sensor 16 or the sound pressure level detected by the microphone 18. The stick-slip frequency identifying device 30 can be configured, for example, by a computer attached to the test device 10 or a server computer. Note that the stick-slip frequency identifying device 30 may also be configured from multiple computers. In other words, the functions performed by the stick-slip frequency identifying device 30 described below may be realized by the cooperation of multiple computers.

通信インターフェース32は、例えばNIC(Network Interface Card)や種々の通信コネクタなどから構成される。通信インターフェース32は、通信回線を介して、加速度センサ16及びマイクロホン18を含む他の装置と通信する機能を発揮する。例えば、通信インターフェース32は、加速度センサ16から検出信号(試験片Sの振動レベル)を受信し、マイクロホン18から検出信号(音圧レベル)を受信する。また、通信インターフェース32は、スティックスリップ周波数特定処理の処理結果を他の装置に送信する。 The communication interface 32 is composed of, for example, a network interface card (NIC) or various communication connectors. The communication interface 32 functions to communicate with other devices, including the acceleration sensor 16 and microphone 18, via a communication line. For example, the communication interface 32 receives a detection signal (vibration level of the test specimen S) from the acceleration sensor 16 and a detection signal (sound pressure level) from the microphone 18. The communication interface 32 also transmits the processing results of the stick-slip frequency identification process to other devices.

入力インターフェース34は、例えばマウスやキーボードなどから構成される。入力インターフェース34は、スティックスリップ周波数特定装置30のユーザが種々の命令を入力する際に用いられる。 The input interface 34 is composed of, for example, a mouse and a keyboard. The input interface 34 is used by the user of the stick-slip frequency identification device 30 to input various commands.

ディスプレイ36は、例えば液晶パネルや有機ELパネルなどから構成される。ディスプレイ36には種々の画面が表示される。例えば、ディスプレイ36には、スティックスリップ周波数特定処理の処理結果などが表示される。 The display 36 is composed of, for example, a liquid crystal panel or an organic EL panel. Various screens are displayed on the display 36. For example, the display 36 may display the results of the stick-slip frequency identification process.

メモリ38は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、eMMC(embedded Multi Media Card)、ROM(Read Only Memory)あるいはRAM(Random Access Memory)などを含んで構成される。メモリ38には、試験片Sについてのスティックスリップ周波数特定処理を実行するためのスティックスリップ周波数特定プログラムが記憶される。なお、スティックスリップ周波数特定プログラムは、例えば、USB(Universal Serial Bus)メモリ又はCD(Compact Disc)-ROMなどのコンピュータ読み取り可能な非一時的な記憶媒体に格納することができる。スティックスリップ周波数特定装置30は、スティックスリップ周波数特定プログラムが記憶された記憶媒体を読み取ることで、スティックスリップ周波数特定プログラムを実行することができる。 The memory 38 may include, for example, a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), an embedded multi-media card (eMMC), a read-only memory (ROM), or a random access memory (RAM). The memory 38 stores a stick-slip frequency identification program for executing a stick-slip frequency identification process for the test piece S. The stick-slip frequency identification program can be stored in a computer-readable, non-transitory storage medium such as a universal serial bus (USB) memory or a compact disc (CD)-ROM. The stick-slip frequency identification device 30 can execute the stick-slip frequency identification program by reading the storage medium on which the stick-slip frequency identification program is stored.

また、図2に示す通り、メモリ38には、振動データ40及び音響データ42が記憶される。振動データ40及び音響データ42については、プロセッサ44(特にデータ取得部46)の処理と共に後述する。 Also, as shown in FIG. 2, vibration data 40 and sound data 42 are stored in memory 38. The vibration data 40 and sound data 42 will be described below along with the processing of the processor 44 (particularly the data acquisition unit 46).

プロセッサ44は、例えば、CPU(Central Processing Unit)及び専用の処理装置(例えばGPU(Graphics Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、あるいは、プログラマブル論理デバイスなど)の少なくとも1つを含んで構成される。プロセッサ44としては、1つの処理装置によるものではなく、物理的に離れた位置に存在する複数の処理装置の協働により構成されるものであってもよい。図2に示すように、プロセッサ44は、メモリ38又は記憶媒体に記憶されたスティックスリップ周波数特定プログラムに従って、データ取得部46、周波数特定部48、及びコヒーレンス取得部50としての機能を発揮する。以下、データ取得部46、周波数特定部48、及びコヒーレンス取得部50の処理内容の詳細と共に、スティックスリップ周波数特定処理の詳細を説明する。 The processor 44 is configured to include, for example, at least one of a CPU (Central Processing Unit) and a dedicated processing device (e.g., a GPU (Graphics Processing Unit), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field-Programmable Gate Array), or programmable logic device). The processor 44 may be configured not by a single processing device, but by multiple processing devices located in physically separate locations working together. As shown in FIG. 2 , the processor 44 functions as a data acquisition unit 46, a frequency identification unit 48, and a coherence acquisition unit 50 in accordance with a stick-slip frequency identification program stored in the memory 38 or a storage medium. Below, the details of the stick-slip frequency identification process are explained, along with details of the processing performed by the data acquisition unit 46, the frequency identification unit 48, and the coherence acquisition unit 50.

データ取得部46は、加速度センサ16が検出した試験片Sの振動レベルに対してFFT(Fast Fourier Transform)を実施することで、加速度センサ16が検出した試験片Sの振動レベルを各振動周波数に対する振動周波数成分に分割する。上述の通り、加速度センサ16は、継続して試験片Sの振動レベルを検出するから、データ取得部46は、加速度センサ16により順次検出される振動レベルに対してFFTを行うことで、試験片Sの各振動周波数に対する振動周波数成分の時間変化を示す振動データ40を取得する。すなわち、振動データ40は、試験片Sを当接面12に押し付けた状態で、当接面12の面方向に試験片Sを当接面12に対して相対的に移動させたときの、試験片Sの各振動周波数に対する振動周波数成分の時間変化を示すデータとなる。このように、データ取得部46は振動データ取得部に相当する。データ取得部46は、取得した振動データ40をメモリ38に記憶させる。 The data acquisition unit 46 performs an FFT (Fast Fourier Transform) on the vibration level of the test specimen S detected by the acceleration sensor 16, thereby dividing the vibration level of the test specimen S detected by the acceleration sensor 16 into vibration frequency components for each vibration frequency. As described above, the acceleration sensor 16 continuously detects the vibration level of the test specimen S. Therefore, the data acquisition unit 46 performs an FFT on the vibration levels sequentially detected by the acceleration sensor 16 to acquire vibration data 40 indicating the temporal change in the vibration frequency components for each vibration frequency of the test specimen S. In other words, the vibration data 40 is data indicating the temporal change in the vibration frequency components for each vibration frequency of the test specimen S when the test specimen S is pressed against the contact surface 12 and moved relative to the contact surface 12 in the planar direction of the contact surface 12. In this way, the data acquisition unit 46 corresponds to a vibration data acquisition unit. The data acquisition unit 46 stores the acquired vibration data 40 in the memory 38.

図3に、振動データ40の第1の例が示されている。図3においては、振動データ40がヒートマップで示されており、横軸が時間を示し、縦軸が振動周波数を示し、濃度が振動周波数成分(各振動周波数における振動レベル)を示している。図3に示される振動データ40は、加速度センサ16aが取得した振動レベルに基づくデータ、すなわち、試験片Sの移動方向における前側のX軸方向の振動レベルに基づくデータである。本実施形態では、加速度センサ16が複数設けられているため、データ取得部46は、各加速度センサ16が取得した振動レベルに基づいて、試験片Sの各位置及び振動方向に対応する複数の振動データ40を取得するようにしてもよい。 Figure 3 shows a first example of vibration data 40. In Figure 3, the vibration data 40 is shown as a heat map, with the horizontal axis representing time, the vertical axis representing vibration frequency, and the concentration representing the vibration frequency component (vibration level at each vibration frequency). The vibration data 40 shown in Figure 3 is data based on the vibration level acquired by the acceleration sensor 16a, i.e., data based on the vibration level in the X-axis direction on the front side in the direction of movement of the test piece S. In this embodiment, since multiple acceleration sensors 16 are provided, the data acquisition unit 46 may acquire multiple pieces of vibration data 40 corresponding to each position and vibration direction of the test piece S based on the vibration levels acquired by each acceleration sensor 16.

また、データ取得部46は、マイクロホン18が検出した音圧レベルに対してFFTを実施することで、マイクロホン18が検出した音圧レベルを各音響周波数に対する音響周波数成分に分割する。上述の通り、マイクロホン18は、継続して音圧レベルを検出するから、データ取得部46は、マイクロホン18により順次検出される音圧レベルに対してFFTを行うことで、試験片Sが発する音の各音響周波数に対する音響周波数成分の時間変化を示す音響データ42を取得する。すなわち、音響データ42は、試験片Sを当接面12に押し付けた状態で、当接面12の面方向に試験片Sを当接面12に対して相対的に移動させたときに発生する音の、各音響周波数に対する音響周波数成分の時間変化を示すデータとなる。このように、データ取得部46は音響データ取得部に相当する。データ取得部46は、取得した音響データ42をメモリ38に記憶させる。 The data acquisition unit 46 also performs an FFT on the sound pressure level detected by the microphone 18, thereby dividing the sound pressure level detected by the microphone 18 into acoustic frequency components for each acoustic frequency. As described above, the microphone 18 continuously detects the sound pressure level. Therefore, the data acquisition unit 46 performs an FFT on the sound pressure levels sequentially detected by the microphone 18, thereby acquiring acoustic data 42 that indicates the time change in the acoustic frequency components for each acoustic frequency of the sound emitted by the test piece S. In other words, the acoustic data 42 is data that indicates the time change in the acoustic frequency components for each acoustic frequency of the sound generated when the test piece S is moved relative to the contact surface 12 in the planar direction of the contact surface 12 while the test piece S is pressed against the contact surface 12. In this way, the data acquisition unit 46 corresponds to an acoustic data acquisition unit. The data acquisition unit 46 stores the acquired acoustic data 42 in the memory 38.

図4に、音響データ42の第1の例が示されている。図4においては、音響データ42がヒートマップで示されており、横軸が時間を示し、縦軸が音響周波数を示し、濃度が音響周波数成分(各音響周波数における音圧レベル)を示している。 Figure 4 shows a first example of acoustic data 42. In Figure 4, the acoustic data 42 is shown as a heat map, with the horizontal axis representing time, the vertical axis representing acoustic frequency, and the concentration representing the acoustic frequency component (sound pressure level at each acoustic frequency).

周波数特定部48は、振動データ40に基づいて、試験片Sと当接面12との間におけるスティックスリップ周波数を特定する。具体的には、周波数特定部48は、振動データ40において、振動周波数成分が相対的に大きい振動周波数をスティックスリップ周波数として特定する。好適には、周波数特定部48は、振動データ40において、所定時間、相対的に大きい振動周波数成分を維持している振動周波数をスティックスリップ周波数として特定する。 The frequency identification unit 48 identifies the stick-slip frequency between the test piece S and the contact surface 12 based on the vibration data 40. Specifically, the frequency identification unit 48 identifies, in the vibration data 40, a vibration frequency with a relatively large vibration frequency component as the stick-slip frequency. Preferably, the frequency identification unit 48 identifies, in the vibration data 40, a vibration frequency that maintains a relatively large vibration frequency component for a predetermined period of time as the stick-slip frequency.

例えば、振動データ40が図3に示す内容であるとすると、2[kHz]、4[kHz]、及び6[kHz]近傍にて、1秒程度以上、振動周波数成分が相対的に大きくなっている。したがって、周波数特定部48は、2[kHz]、4[kHz]、6[kHz]、及び8[kHz]をスティックスリップ周波数として特定することができる。 For example, if the vibration data 40 is as shown in Figure 3, the vibration frequency components are relatively large for approximately one second or more near 2 kHz, 4 kHz, and 6 kHz. Therefore, the frequency identification unit 48 can identify 2 kHz, 4 kHz, 6 kHz, and 8 kHz as stick-slip frequencies.

スティックスリップ現象が発生すると、試験片S(の少なくとも一部分)はスティックスリップ周波数で振動することになる。したがって、周波数特定部48は、振動データ40において、相対的に大きい振動周波数成分を有する振動周波数がスティックスリップ周波数であると特定することができる。 When the stick-slip phenomenon occurs, the test piece S (or at least a portion of it) vibrates at the stick-slip frequency. Therefore, the frequency identification unit 48 can identify a vibration frequency in the vibration data 40 that has a relatively large vibration frequency component as the stick-slip frequency.

本実施形態では、周波数特定部48は、1つの加速度センサ16から得られた振動データ40に基づいてスティックスリップ周波数を特定しているが、周波数特定部48は、複数の加速度センサ16から得られた複数の振動データ40に基づいてスティックスリップ周波数を特定するようにしてもよい。例えば、各振動データ40から特定された複数のスティックスリップ周波数の代表値(最頻値や平均値など)を、試験片Sと当接面12との間におけるスティックスリップ周波数とするようにしてもよい。 In this embodiment, the frequency identification unit 48 identifies the stick-slip frequency based on vibration data 40 obtained from one acceleration sensor 16, but the frequency identification unit 48 may also identify the stick-slip frequency based on multiple vibration data 40 obtained from multiple acceleration sensors 16. For example, a representative value (such as the most frequent value or average value) of multiple stick-slip frequencies identified from each vibration data 40 may be used as the stick-slip frequency between the test piece S and the contact surface 12.

また、周波数特定部48は、振動データ40に代えて、音響データ42基づいて、試験片Sと当接面12との間におけるスティックスリップ周波数を特定することもできる。具体的には、周波数特定部48は、音響データ42において、音響周波数成分が相対的に大きい音響周波数をスティックスリップ周波数として特定する。好適には、周波数特定部48は、音響データ42において、所定時間、相対的に大きい音響周波数成分を維持している音響周波数をスティックスリップ周波数として特定する。 The frequency identification unit 48 can also identify the stick-slip frequency between the test piece S and the contact surface 12 based on the acoustic data 42 instead of the vibration data 40. Specifically, the frequency identification unit 48 identifies an acoustic frequency in the acoustic data 42 that has a relatively large acoustic frequency component as the stick-slip frequency. Preferably, the frequency identification unit 48 identifies an acoustic frequency in the acoustic data 42 that maintains a relatively large acoustic frequency component for a predetermined period of time as the stick-slip frequency.

例えば、音響データ42が図4に示す内容であるとすると、2[kHz]、4[kHz]、及び6[kHz]近傍にて、1秒程度以上、音響周波数成分が相対的に大きくなっている。したがって、周波数特定部48は、2[kHz]、4[kHz]、6[kHz]、及び8[kHz]をスティックスリップ周波数として特定することができる。 For example, if the acoustic data 42 has the content shown in Figure 4, the acoustic frequency components are relatively large for approximately one second or more near 2 kHz, 4 kHz, and 6 kHz. Therefore, the frequency identification unit 48 can identify 2 kHz, 4 kHz, 6 kHz, and 8 kHz as stick-slip frequencies.

スティックスリップ現象が発生すると、試験片Sはスティックスリップ周波数で振動し、スティックスリップ周波数を主成分とする音(ノイズ)を発生させる。したがって、周波数特定部48は、音響データ42において、相対的に大きい音響周波数成分を有する音響周波数がスティックスリップ周波数であると特定することができる。 When the stick-slip phenomenon occurs, the test piece S vibrates at the stick-slip frequency, generating a sound (noise) whose main component is the stick-slip frequency. Therefore, the frequency identification unit 48 can identify, in the acoustic data 42, an acoustic frequency with a relatively large acoustic frequency component as the stick-slip frequency.

周波数特定部48により特定されたスティックスリップ周波数を示す情報は、例えば、タイヤの設計者などに提供される。例えば、プロセッサ44は、スティックスリップ周波数を示す情報を、通信インターフェース32からタイヤの設計者が利用するコンピュータに送信する。あるいは、プロセッサ44は、スティックスリップ周波数を示す情報をディスプレイ36に表示させる。タイヤの設計者は、スティックスリップ周波数を示す情報を参照することで、スティックスリップ現象の発生を抑制するようにタイヤの組成やパターン形状を設計することが可能となる。 The information indicating the stick-slip frequency identified by the frequency identification unit 48 is provided to, for example, a tire designer. For example, the processor 44 transmits the information indicating the stick-slip frequency from the communication interface 32 to a computer used by the tire designer. Alternatively, the processor 44 displays the information indicating the stick-slip frequency on the display 36. By referring to the information indicating the stick-slip frequency, the tire designer can design the tire composition and pattern shape to suppress the occurrence of the stick-slip phenomenon.

コヒーレンス取得部50は、振動データ40及び音響データ42に基づいて、各周波数についての、振動周波数成分と音響周波数成分との相関値を示すコヒーレンスデータを取得する。本実施形態では、コヒーレンス取得部50は、以下の式(1)によってコヒーレンスデータCxy(f)を演算する。
上記式(1)において、fは周波数を表し、Pxx(f)は振動データ40を表し、Pyy(f)は音響データ42を表し、Pxy(f)は、振動データ40と音響データ42のクロススペクトルを表す。クロススペクトルは、振動データ40及び音響データ42のスペクトルの、ある周波数成分同士を掛合わせたうえで平均したものである。クロススペクトルが、ある周波数で大きな値を示しているということは、その周波数において振動データ40及び音響データ42の周波数成分同士の相関が大きい上に、両者の周波数成分同士の大きさも大きいということを意味する。なお、振動データ40と音響データ42は時間軸を有するデータであるところ、上記式(1)は、あるタイミングにおけるコヒーレンスデータを算出する式である。
The coherence acquisition unit 50 acquires coherence data indicating a correlation value between a vibration frequency component and an acoustic frequency component for each frequency based on the vibration data 40 and the acoustic data 42. In this embodiment, the coherence acquisition unit 50 calculates the coherence data C xy (f) using the following equation (1).
In the above formula (1), f represents frequency, P xx (f) represents vibration data 40, P yy (f) represents acoustic data 42, and P xy (f) represents the cross spectrum of the vibration data 40 and acoustic data 42. The cross spectrum is obtained by multiplying certain frequency components of the spectra of the vibration data 40 and acoustic data 42 and averaging the multiplied results. When the cross spectrum shows a large value at a certain frequency, it means that there is a high correlation between the frequency components of the vibration data 40 and acoustic data 42 at that frequency, and the magnitudes of the frequency components of both are also large. Note that the vibration data 40 and acoustic data 42 are data having a time axis, and the above formula (1) is a formula for calculating coherence data at a certain timing.

図5は、図3に示す振動データ40と、図4に示す音響データ42に基づいて取得されたコヒーレンスデータの例を示す図である。周波数特定部48は、コヒーレンスデータにおいて、相関値が相対的に大きい周波数をスティックスリップ周波数として特定するようにしてもよい。例えば、図5の例では、2[kHz]、4[kHz]、6[kHz]、及び8[kHz]近傍にて、相関値が相対的に大きくなっている。したがって、周波数特定部48は、2[kHz]、4[kHz]、6[kHz]、及び8[kHz]をスティックスリップ周波数として特定することができる。 Figure 5 is a diagram showing an example of coherence data acquired based on the vibration data 40 shown in Figure 3 and the acoustic data 42 shown in Figure 4. The frequency identification unit 48 may identify, in the coherence data, frequencies at which the correlation value is relatively large as stick-slip frequencies. For example, in the example of Figure 5, the correlation values are relatively large near 2 [kHz], 4 [kHz], 6 [kHz], and 8 [kHz]. Therefore, the frequency identification unit 48 can identify 2 [kHz], 4 [kHz], 6 [kHz], and 8 [kHz] as stick-slip frequencies.

振動データ40において、スティックスリップ現象以外の要因により、振動周波数成分が相対的に高くなる場合が考えられる。したがって、振動データ40のみに基づいてスティックスリップ周波数を特定する場合、真のスティックスリップ周波数以外の周波数をスティックスリップ周波数として特定してしまう可能性がある。また、音響データ42において、スティックスリップ現象以外の要因により、音響周波数成分が相対的に高くなる場合が考えられる。したがって、音響データ42のみに基づいてスティックスリップ周波数を特定する場合にも、真のスティックスリップ周波数以外の周波数をスティックスリップ周波数として特定してしまう可能性がある。 In the vibration data 40, it is possible that the vibration frequency component becomes relatively high due to factors other than the stick-slip phenomenon. Therefore, when identifying a stick-slip frequency based solely on the vibration data 40, it is possible that a frequency other than the true stick-slip frequency will be identified as the stick-slip frequency. Furthermore, in the acoustic data 42, it is possible that the acoustic frequency component becomes relatively high due to factors other than the stick-slip phenomenon. Therefore, when identifying a stick-slip frequency based solely on the acoustic data 42, it is possible that a frequency other than the true stick-slip frequency will be identified as the stick-slip frequency.

ここで、振動データ40において振動周波数成分が相対的に高く、且つ、音響データ42において音響周波数成分が相対的に高い振動周波数又は音響周波数は、スティックスリップ現象によって振動周波数又は音響周波数が高くなっている可能性が高いと言える。すなわち、当該振動周波数又は音響周波数は、真のスティックスリップ周波数である可能性が高いと言える。したがって、周波数特定部48がコヒーレンスデータに基づいてスティックスリップ周波数を特定することで、高精度にスティックスリップ周波数を特定することができる。 Here, it can be said that a vibration frequency or acoustic frequency where the vibration frequency component is relatively high in the vibration data 40 and the acoustic frequency component is relatively high in the acoustic data 42 is likely to have been increased by the stick-slip phenomenon. In other words, it can be said that the vibration frequency or acoustic frequency in question is likely to be the true stick-slip frequency. Therefore, by having the frequency identification unit 48 identify the stick-slip frequency based on the coherence data, it is possible to identify the stick-slip frequency with high accuracy.

また、コヒーレンス取得部50は、振動データ40と音響データ42とに基づいて、各周波数に対する、振動周波数成分と音響周波数成分との相関値の時間変化を示すウェーブレットコヒーレンスデータを取得するようにしてもよい。具体的には、コヒーレンス取得部50は、振動データ40と音響データ42に基づいて、各時刻におけるコヒーレンスデータを上記式(1)により求めることで、ウェーブレットコヒーレンスデータを取得する。 The coherence acquisition unit 50 may also acquire wavelet coherence data indicating the time change in the correlation value between the vibration frequency component and the acoustic frequency component for each frequency based on the vibration data 40 and the acoustic data 42. Specifically, the coherence acquisition unit 50 acquires the wavelet coherence data by calculating the coherence data at each time point using the above formula (1) based on the vibration data 40 and the acoustic data 42.

図6に振動データ40の第2の例が示され、図7に音響データ42の第2の例が示され、図8には、図6に示す振動データ40と、図7に示す音響データ42に基づいて取得されたウェーブレットコヒーレンスデータが示されている。図8においては、ウェーブレットコヒーレンスデータがヒートマップで示されており、横軸が時間を示し、縦軸が周波数を示し、濃度が振動周波数成分と音響周波数成分との相関値を示している。 Figure 6 shows a second example of vibration data 40, Figure 7 shows a second example of acoustic data 42, and Figure 8 shows wavelet coherence data acquired based on the vibration data 40 shown in Figure 6 and the acoustic data 42 shown in Figure 7. In Figure 8, the wavelet coherence data is shown as a heat map, with the horizontal axis representing time, the vertical axis representing frequency, and the concentration representing the correlation value between the vibration frequency component and the acoustic frequency component.

周波数特定部48は、ウェーブレットコヒーレンスデータにおいて相関値が相対的に大きい領域である演算対象領域60を確定し、演算対象領域60に含まれる相関値に基づいてスティックスリップ周波数を特定するとよい。具体的には、周波数特定部48は、ウェーブレットコヒーレンスデータにおいて、相関値が所定値(例えば0.9)以上を示す所定面積以上の領域を演算対象領域60として特定する。その上で、周波数特定部48は、演算対象領域60に含まれるデータについてFFTを実施し、FFTにより得られる相関値スペクトルの値がピークを取る周波数をスティックスリップ周波数として特定する。 The frequency identification unit 48 may determine a calculation target region 60, which is a region in the wavelet coherence data where the correlation value is relatively large, and identify the stick-slip frequency based on the correlation value included in the calculation target region 60. Specifically, the frequency identification unit 48 identifies, in the wavelet coherence data, a region of a predetermined area or larger where the correlation value is a predetermined value (e.g., 0.9) or greater as the calculation target region 60. The frequency identification unit 48 then performs an FFT on the data included in the calculation target region 60, and identifies the frequency at which the correlation value spectrum obtained by the FFT peaks as the stick-slip frequency.

図6に示す振動データ40、又は、図7に示す音響データ42のように、相対的に振動周波数成分(又は音響周波数成分)が相対的に大きくなる振動周波数(又は音響周波数)が時間軸方向に安定しない場合がある。この場合、コヒーレンスを取るタイミングによっても、特定されるスティックスリップ周波数が変動し得ることになってしまう。そこで、コヒーレンス取得部50がウェーブレットコヒーレンスデータを取得した上で、周波数特定部48が、ウェーブレットコヒーレンスデータの周波数と時間の2次元空間において相関値が相対的に高い演算対象領域60を特定し、演算対象領域60の中で相関値がピークとなる周波数をスティックスリップ周波数として特定する。これにより、より高精度にスティックスリップ周波数を特定することができる。また、ウェーブレットコヒーレンスデータの一部の領域である演算対象領域60の中からピーク相関値を検出するため、少なくとも、ウェーブレットコヒーレンスデータの全体の中からピーク相関値を検出する場合に比して演算量を低減することができる。 As in the vibration data 40 shown in FIG. 6 or the acoustic data 42 shown in FIG. 7, there are cases where the vibration frequency (or acoustic frequency) at which the vibration frequency component (or acoustic frequency component) becomes relatively large is not stable along the time axis. In such cases, the identified stick-slip frequency can vary depending on the timing of coherence acquisition. Therefore, after the coherence acquisition unit 50 acquires the wavelet coherence data, the frequency identification unit 48 identifies a calculation target region 60 where the correlation value is relatively high in the two-dimensional space of frequency and time of the wavelet coherence data, and identifies the frequency within the calculation target region 60 where the correlation value peaks as the stick-slip frequency. This makes it possible to identify the stick-slip frequency with higher accuracy. Furthermore, because the peak correlation value is detected from the calculation target region 60, which is a partial region of the wavelet coherence data, the amount of calculation can be reduced at least compared to detecting the peak correlation value from the entire wavelet coherence data.

本実施形態に係るスティックスリップ周波数特定装置30の概要は以上の通りである。以下、図9に示すフローチャートに従って、スティックスリップ周波数特定装置30(特にプロセッサ44)の処理の流れを説明する。 The above is an overview of the stick-slip frequency identifying device 30 according to this embodiment. Below, the processing flow of the stick-slip frequency identifying device 30 (particularly the processor 44) will be explained according to the flowchart shown in Figure 9.

ステップS10において、データ取得部46は、加速度センサ16が検出した試験片Sの振動レベルに対してFFTを実施することで振動データ40(図3又は図6参照)を取得する。また、データ取得部46は、マイクロホン18が検出した音圧レベルに対してFFTを実施することで音響データ42(図4又は図7参照)を取得する。ステップS10は、振動データ取得ステップ又は音響データ取得ステップに相当する。 In step S10, the data acquisition unit 46 acquires vibration data 40 (see FIG. 3 or FIG. 6) by performing an FFT on the vibration level of the test piece S detected by the acceleration sensor 16. The data acquisition unit 46 also acquires acoustic data 42 (see FIG. 4 or FIG. 7) by performing an FFT on the sound pressure level detected by the microphone 18. Step S10 corresponds to a vibration data acquisition step or an acoustic data acquisition step.

ステップS12において、コヒーレンス取得部50は、ステップS10で取得した振動データ40及び音響データ42に基づいて、各周波数についての、振動周波数成分と音響周波数成分との相関値との関係を示すコヒーレンスデータ(図5参照)を取得する。なお、コヒーレンス取得部50は、ステップS10で取得した振動データ40及び音響データ42に基づいて、ウェーブレットコヒーレンスデータ(図8参照)を取得してもよい。ステップS12は、コヒーレンスデータ取得ステップに相当する。 In step S12, the coherence acquisition unit 50 acquires coherence data (see Figure 5) indicating the relationship between the correlation value between the vibration frequency component and the acoustic frequency component for each frequency based on the vibration data 40 and acoustic data 42 acquired in step S10. Note that the coherence acquisition unit 50 may also acquire wavelet coherence data (see Figure 8) based on the vibration data 40 and acoustic data 42 acquired in step S10. Step S12 corresponds to a coherence data acquisition step.

ステップS14において、周波数特定部48は、ステップS10で取得した振動データ40において、振動周波数成分が相対的に大きい振動周波数を、試験片Sと当接面12との間におけるスティックスリップ周波数として特定する。あるいは、周波数特定部48は、ステップS10で取得した音響データ42において、音響周波数成分が相対的に大きい音響周波数を、試験片Sと当接面12との間におけるスティックスリップ周波数として特定する。また、周波数特定部48は、ステップS12で取得されたコヒーレンスデータにおいて相関値が相対的に大きい周波数をスティックスリップ周波数として特定するようにしてもよい。また、周波数特定部48は、ステップS12で取得されたウェーブレットコヒーレンスデータにおいて相関値が相対的に大きい領域である演算対象領域60を確定し、演算対象領域60に含まれる相関値に基づいてスティックスリップ周波数を特定するようにしてもよい。ステップS14は、周波数特定ステップに相当する。 In step S14, the frequency identification unit 48 identifies, in the vibration data 40 acquired in step S10, a vibration frequency with a relatively large vibration frequency component as the stick-slip frequency between the test piece S and the contact surface 12. Alternatively, the frequency identification unit 48 identifies, in the acoustic data 42 acquired in step S10, an acoustic frequency with a relatively large acoustic frequency component as the stick-slip frequency between the test piece S and the contact surface 12. The frequency identification unit 48 may also identify, as the stick-slip frequency, a frequency with a relatively large correlation value in the coherence data acquired in step S12. The frequency identification unit 48 may also determine a calculation target region 60, which is a region with a relatively large correlation value in the wavelet coherence data acquired in step S12, and identify the stick-slip frequency based on the correlation value included in the calculation target region 60. Step S14 corresponds to a frequency identification step.

以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 The above describes an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.

10 試験装置、12 当接面、14 ベース、16 加速度センサ、18 マイクロホン、30 スティックスリップ周波数特定装置、32 通信インターフェース、34 入力インターフェース、36 ディスプレイ、38 メモリ、40 振動データ、42 音響データ、44 プロセッサ、46 データ取得部、48 周波数特定部、50 コヒーレンス取得部、60 演算対象領域、S 試験片。 10 Testing apparatus, 12 Contact surface, 14 Base, 16 Acceleration sensor, 18 Microphone, 30 Stick-slip frequency identification device, 32 Communication interface, 34 Input interface, 36 Display, 38 Memory, 40 Vibration data, 42 Acoustic data, 44 Processor, 46 Data acquisition unit, 48 Frequency identification unit, 50 Coherence acquisition unit, 60 Calculation target area, S Test piece.

Claims (7)

ゴム製の試験片を当接面に押し付けた状態で、前記当接面の面方向に前記試験片を前記当接面に対して相対的に移動させたときの、前記試験片の各振動周波数に対する振動周波数成分の時間変化を示す振動データを取得する振動データ取得ステップと、
前記振動データにおいて前記振動周波数成分が相対的に大きい前記振動周波数を、前記試験片と前記当接面との間におけるスティックスリップ周波数として特定する周波数特定ステップと、
を含むことを特徴とするスティックスリップ周波数特定方法。
a vibration data acquisition step of acquiring vibration data indicating time changes in vibration frequency components for each vibration frequency of the test piece when the test piece is moved relative to the contact surface in a planar direction of the contact surface while the rubber test piece is pressed against the contact surface;
a frequency identifying step of identifying the vibration frequency at which the vibration frequency component is relatively large in the vibration data as a stick-slip frequency between the test piece and the contact surface;
A stick-slip frequency identification method comprising:
前記試験片を前記当接面に押し付けた状態で、前記当接面の面方向に前記試験片を前記当接面に対して相対的に移動させたときに発生する音の、各音響周波数に対する音響周波数成分の時間変化を示す音響データを取得する音響データ取得ステップと、
前記振動データと前記音響データとに基づいて、各周波数についての、前記振動周波数成分と前記音響周波数成分との相関値を示すコヒーレンスデータを取得するコヒーレンスデータ取得ステップと、
をさらに備え、
前記周波数特定ステップにおいて、前記コヒーレンスデータにおいて前記相関値が相対的に大きい周波数を前記スティックスリップ周波数として特定する、
ことを特徴とする請求項1に記載のスティックスリップ周波数特定方法。
an acoustic data acquiring step of acquiring acoustic data indicating a time change in acoustic frequency components for each acoustic frequency of a sound generated when the test piece is moved relative to the contact surface in a planar direction of the contact surface while the test piece is pressed against the contact surface;
a coherence data acquisition step of acquiring coherence data indicating a correlation value between the vibration frequency component and the acoustic frequency component for each frequency based on the vibration data and the acoustic data;
Furthermore,
In the frequency identifying step, a frequency at which the correlation value is relatively large in the coherence data is identified as the stick-slip frequency.
2. The stick-slip frequency identification method according to claim 1.
前記コヒーレンスデータ取得ステップにおいて、前記振動データと前記音響データとに基づいて、各周波数に対する前記相関値の時間変化を示すウェーブレットコヒーレンスデータを取得し、
前記周波数特定ステップにおいて、前記ウェーブレットコヒーレンスデータにおいて前記相関値が相対的に大きい領域である演算対象領域を確定し、前記演算対象領域に含まれる前記相関値に基づいて前記スティックスリップ周波数を特定する、
ことを特徴とする請求項2に記載のスティックスリップ周波数特定方法。
In the coherence data acquisition step, wavelet coherence data indicating a time change of the correlation value for each frequency is acquired based on the vibration data and the acoustic data;
In the frequency identification step, a calculation target region is determined as a region in the wavelet coherence data where the correlation value is relatively large, and the stick-slip frequency is identified based on the correlation value included in the calculation target region.
3. The stick-slip frequency identification method according to claim 2.
前記当接面は、前記当接面の面方向に前記試験片を前記当接面に対して相対的に移動させたときの動摩擦係数が1.4以上、且つ、前記当接面の粗さを表す平均プロファイル深さが0.1未満である、
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のスティックスリップ周波数特定方法。
the contact surface has a dynamic friction coefficient of 1.4 or more when the test piece is moved relative to the contact surface in a surface direction of the contact surface, and an average profile depth representing the roughness of the contact surface is less than 0.1;
4. The stick-slip frequency identifying method according to claim 1, wherein the stick-slip frequency is determined by the rotation of the rotor.
ゴム製の試験片を当接面に押し付けた状態で、前記当接面の面方向に前記試験片を前記当接面に対して相対的に移動させたときに発生する音の、各音響周波数に対する音響周波数成分の時間変化を示す音響データを取得する音響データ取得ステップと、
前記音響データにおいて前記音響周波数成分が相対的に大きい前記音響周波数を、前記試験片と前記当接面との間におけるスティックスリップ周波数として特定する周波数特定ステップと、
を含むことを特徴とするスティックスリップ周波数特定方法。
an acoustic data acquisition step of acquiring acoustic data indicating time variations in acoustic frequency components for each acoustic frequency of a sound generated when a rubber test piece is moved relative to a contact surface in a planar direction of the contact surface while the rubber test piece is pressed against the contact surface;
a frequency identifying step of identifying an acoustic frequency in which the acoustic frequency component is relatively large in the acoustic data as a stick-slip frequency between the test piece and the contact surface;
A stick-slip frequency identification method comprising:
ゴム製の試験片を当接面に押し付けた状態で、前記当接面の面方向に前記試験片を前記当接面に対して相対的に移動させたときの、前記試験片の各振動周波数に対する振動周波数成分の時間変化を示す振動データを取得する振動データ取得部と、
前記振動データにおいて前記振動周波数成分が相対的に大きい前記振動周波数を、前記試験片と前記当接面との間におけるスティックスリップ周波数として特定する周波数特定部と、
を備えることを特徴とするスティックスリップ周波数特定装置。
a vibration data acquisition unit that acquires vibration data indicating time changes in vibration frequency components for each vibration frequency of a rubber test piece when the test piece is pressed against a contact surface and the test piece is moved relative to the contact surface in the surface direction of the contact surface; and
a frequency specifying unit that specifies the vibration frequency at which the vibration frequency component is relatively large in the vibration data as a stick-slip frequency between the test piece and the contact surface;
A stick-slip frequency identifying device comprising:
ゴム製の試験片を当接面に押し付けた状態で、前記当接面の面方向に前記試験片を前記当接面に対して相対的に移動させたときに発生する音の、各音響周波数に対する音響周波数成分の時間変化を示す音響データを取得する音響データ取得部と、
前記音響データにおいて前記音響周波数成分が相対的に大きい前記音響周波数を、前記試験片と前記当接面との間におけるスティックスリップ周波数として特定する周波数特定部と、
を備えることを特徴とするスティックスリップ周波数特定装置。

an acoustic data acquisition unit that acquires acoustic data indicating time variations in acoustic frequency components for each acoustic frequency of a sound generated when a rubber test piece is pressed against a contact surface and the test piece is moved relative to the contact surface in the planar direction of the contact surface;
a frequency specifying unit that specifies an acoustic frequency in which the acoustic frequency component is relatively large in the acoustic data as a stick-slip frequency between the test piece and the contact surface;
A stick-slip frequency identifying device comprising:

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