１Gの振動試験とはどんなものか？

質問

１Gの振動試験に耐えうる設計を行わなければならないのですが、どの程度頑丈な構造にすればいいのか見当がつきません。
１Gの振動試験（垂直方向）の場合、機械の重量が２０ｋｇの場合、筐体には振幅の山と谷の部分ではそれぞれ上下向きに20ｋｇの過重がかかると考えたらいいのでしょうか？
教えてください。

回答No.2

noname#230359 · ベストアンサー

１Ｇの振動試験に耐える設計は、荷重の分析をすれば、どんな設計を
するかが理解できます。

さて、１Ｇの荷重は、負荷が20kgでは、
★ 真下に20kg＋20kg（１Ｇ）＝ 40kgが掛かる
★ 真上に 0kg＋20kg（１Ｇ）＝ 20kgが掛かる
なので、負荷を40kgとして、その変化が＋40kg,－20kgなので、
交番荷重の許容応力で強度計算をします。
但し、（＋40kg,－20kg）の変化度合いが、衝撃的に変化する場合
には、衝撃荷重の許容応力（降伏点/耐力÷衝撃荷重の安全率）で
強度計算します。
振動が、1,000,000や10,000,000回なら、疲労限度で許容応力を
確認します。

そして、更に上下逆にして、＋20kg,－40kgが掛かる事をチェック
して強度確認に漏れが無い様にしましょう。

また、１Ｇ振動が、上下の他に前後や左右にも働く場合は、部材の
重さが荷重となり。その条件で強度計算をします。
（交番荷重の許容応力、叉は衝撃荷重の許容応力で）

以上ですが、許容荷重の考え方を以下に示しておきます。
☆ 負荷荷重に対しての安全率の事ですか？
＊ 静　荷　重；100％の一定荷重 <安全率；3>
＊ 繰返し荷重；0～100％の変化荷重 <安全率；5>
＊ 交番　荷重；－100～100％の変化荷重 <安全率；8>
＊ 衝撃　荷重；－100～100％の変化荷重が短時間に変化 <安全率；12>

お礼

すばらしい回答ありがとうございます！
許容荷重の安全率もとても重宝しそうです。

ちなみに
　＞★ 真上に 0kg＋20kg（１Ｇ）＝ 20kgが掛かる
　　のところですが
「真上に20kg(機械の重量)－20kg(上方向に１G)＝０kg」
ですかね？

回答No.3

noname#230359

因みに
　＞★ 真上に 0kg＋20kg（１Ｇ）＝ 20kgが掛かる
　　のところですが
「真上に20kg(機械の重量)－20kg(上方向に１G)＝０kg」
ですかね？　は、
物理的にはそうですが、小生は経験上安全を見て、前述の様にして
います。以上の注記が抜けていました。

お礼

安全率ですか。なるほど。
納得できました！
ご丁寧にありがとうございました。

回答No.1

noname#230359

一般には１Gの振動試験に耐えうる設計と言えば横荷重（水平方向）が問題となります。構造物の場合は自重に対するモーメントが加わるため，これに対し十分な強度が必要となります。一般建造物ではせいぜい0.6G程度ですので
1Gはかなり大きいと言えます。
一方，輸送等に耐えることを目的とする場合は立て荷重（垂直方向）を問題にすることになりますが，1Gとは下方に既に自重が加わっているのですから
これに加速度が上乗せされます。すなわち，この場合最大40kgfの荷重が加わります。
実際の振動試験の場合は加える周波数やエネルギの設定があり，単純には言えない部分があります。

お礼

なるほど、1Gはやはり強すぎますね。
1Gの方が単純でわかりやすいと思ったのですが、実は今回かける振動はほんとは0.1Gです。だから本体が20ｋｇとすると、下方向には本体荷重＋2kgfがかかるということですね。（おっしゃるとおり単純には言えないと思いますが。）
勉強になりました。ありがとうございました。