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共振周波数の設計根拠となる資料とは？
- 共振周波数を高める方法として、ビードで補強する方法や剛性を上げる方法があります。
- 共振周波数を見当をつける計算方法として、ＦＥＭではなく他の手法を使用することがあります。
- 共振周波数の設計には、形状の工夫やケース、ブラケットの質量軽量化が重要です。
- プレス金型
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もう３０年近く昔の現役時代ですが、 二輪車のエンジン部品の軽量化設計で、固有振動数を推定し、 リブの位置や形状の設計に役立てた経験があります。 > 共振周波数がいくつか見当をつける計算方法 参考にした文献は、「機械振動学」関口久美著 朝倉書店 （現在は、もう、絶版かも？） 計算での結果と、現物をハンマリングして調べた実験値とを突き合わせ、 適当な修正係数を導き出しておき、試作品の予測を行いました。 結果が非常に良好でした。 後に、会社の解析チームの協力を得てＦＥＭとの突き合わせも行い、 設計標準をまとめ上げるのにも貢献できました。 > ビードで補強するなど共振周波数を高くする方法 ａ）広い平面を作らずに、可能なら曲面に変える。 ｂ）リブは、むやみに多くしても効果無し。 全体の肉厚を増やした状態に収束してしまう。 ｃ）リブの高さを増すのは有効だが、成型性を考えれば自ずと制限がある。 ｄ）リブは、強度の有る取り付けボスと面をつなぐ、と考えて入れる。 ｅ）円形のリブは、同心円にはしない。（新たな共振点が出来る。） 中心をずらした円とし、囲まれる平面の形を、全部、変える。 こんなところかな？ そぅそぅ、ＡＤＣの材質検討も行いました。 当時、ホンダさんのＡＤＣ材には、制振性を増す為か、 Ｃｕが比較的多めに添加されていました。 振動減衰には、効果が高かったと記憶しています。 > a)～e)は何か根拠となる資料とかありますか？ はぁ～ぃ、御返事申し上げます。 半分は経験によるものですが、もう半分は解析結果です。 具体的には、 ａ）平面よりも球殻の方が強いのは御存知ですよね？ 単純な平板ではなく、Ｒ２０００～等の大きなＲで曲面にします。 振動関係の書籍にある手法です。 ｂ）リブは、一定数より多くしても効果無く、肉厚増に収束する これは、当時、社内でＦＥＭでの解析結果です。 ｃ）リブの高さ増は有効。成型性の制限がある。 ダイキャストにせよ、プレスにせよ、むやみに高くは出来ませんよね？ 高さ増が有効なのは、同様に解析結果に依ります。 ｄ）リブは、取り付けボスと面とをつなぐ ケースの固定用に設けたボスは丈夫です。これと面を結ぶのです。 面の振動を押さえる効果が期待出来ます。これは経験的に。 ｅ）円形リブは同心円にしない。 先ず、基本的に、放射状のリブと円形リブとで、大きな面を分断します。 面は小さい方が共振周波数が高くなり、振幅も小さい。 しかし、同心円では同じ形の面が多数出来上がる。 これらが或る振動数で同時に振動したら、元の木阿弥。 円の中心をずらし、リブで囲まれる平面の形を全部違ったものにします。 面は別々に振動するので、周囲のリブや面が押さえる側になります。 重要なのは、計算値とハンマリングテストとの相関を取った事と、 更にＦＥＭで解析した事です。 直感的な感覚を、数値で裏付けた点です。 こういうのが、ノウハウになっていきます。 > 設計時に上司に必ず設計根拠をを問われます。 良き上司ですね。（厳しいけれど、やがて部下に実力がつくでしょう。） 設計者は、思いこみや山勘だけで図面を起こしてはなりませぬ。 必ず、理論的なバックグラウンドを備えましょう。 でも、直感で強度アップ出来る！っていう判断をつけられる技量も大事。 何か、一度、じっくりと防振設計の文献でもあたってみて下さい。 頑張ってね。
単純な 棒 プレート 固有振動が問題になる バネ などは 計算で求められると思いますが アルミダイキャストのケースなどは、 FEMなど解析ソフトでないと計算できないと思いますが
お礼
回答ありがとうございます。 アルミダイキャストは形状が複雑でFEMが必要になるわけですね。 共振周波数の計算方法や高くする方法を勉強する良い資料ありませんか？
お礼
回答ありがとうございます。 大変参考になります。 ネットで調べた限り、関口久美著の機械振動学は絶版のようですが、著者は違いますが朝倉書店の機械振動学があるのでチェックしてみます。 共振周波数を高くする方法ですが、a)～e)は何か根拠となる資料とかありますか？それとも鶴屋南木さんの経験から導き出されたものでしょうか？ b)のリブをむやみに増やしても効果なしというのは聞いたことあるのですが、理由がわかりません。（ほかのものも理由がわからないのですが） また、設計時に上司に必ず設計根拠をを問われます。その際、技術的な根拠を述べられないとせっかく教えていただいたことを採用することができないのです。もし資料があれば教えてください。 よろしくお願いします。