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耐振動条件での設計検討について
- 耐振動条件の設計検討について詳しく教えてください。
- 設計の荷重計算と応力計算時には耐振動を考慮して質量を2倍(nG倍）で計算すれば良いのでしょうか？
- 先輩方はどのように耐振動を考慮して設計検討をしているのか教えてください。
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加速度２Ｇというはどういう規格でしょうか？ 車載機器の例を挙げると 【参考】 ７頁 Ａ：ばね上に取付け 振動小 0.5～３Ｇ このレベルなら、＜ボルトのせん断応力＞は、×安全率に埋没してしまうので殊更考慮することはないのでは。 むしろ緩み対策（立会試験で発生したら大慌て・・・） 取付金具は、安易に設計すると引きちぎられる虞がある。 振動試験でも短時間の条件とか落下試験では、機能を損なわない変形なら許容することも有得るので、筐体を含め強くし過ぎるのは感心しない。 【参考】にあるように振動試験の古い規格は、 何Ｇ何Ｈｚ何時間。または何Ｈｚを可変（スイープ） だったのが、共振点での試験が入った（JIS D1601） 共振すると振幅は２倍以上には拡大する（理論的にロス無いなら無限大！） この考慮。面倒な計算より予備試験でスイープして共振点を探るほうが早い。 ここまでは機械振動論を本で読む程度で理解できたのが、【参考】次世代ではランダム振動試験。レベル高いから解説書付きの規格 直近質問 No.37959 ランダム 振動耐久試験 の設定値 規格細部まで理解しないことにはテコでも動かない振れない！性格なのか 苦労しているが・・・回答者が現れない ランダム振動でＪＩＳを格調べると、既に入っている分野がある。 JIS E4031 鉄道車両用品－振動及び衝撃試験方法 JIS C60068-2-64 環境試験方法―電気・電子―広帯域ランダム振動試験方法及び指針 自動車関連なども改訂が必至ではないか。しかし適当な参考書が無い。 資料のような高い受講料払ってでもセミナーに参加するしかないと思える。それも１時間では・・・ 話が理解できるよう、機械振動論は必読！！！ 確率統計論も要る
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機器仕様の振動試験項目に加速度2Gとあった場合ですが、 垂直方向のみで、水平方向は無しとしての記述にします。 先ず、垂直方向で上下とも加速度が２Ｇか、上方のみ２Ｇ、下方のみ２Ｇで変わります。 上方にの２Ｇは、重力加速度の１Ｇが加わり３Ｇとなり、重量の３倍の負荷が各部の重力 方向に掛かります。 （下方の２Ｇは、重力方向と反対側に重量の２倍の負荷が掛かるとして計算します。） （因って、リブ等は重力方向のみで良いとの考えの設計は再考慮が必要となります。） 次に、通常の振動試験には考慮は必要ありませんが、振動パターン確認が必要です。 例えば、 ＊ 上方への振動パターンが 上方への加速（２Ｇ）⇒上方への定速⇒上方への減速（－何Ｇかの確認が必要） ＊ 同様に、下方への振動パターンが 下方への加速（２Ｇ）⇒下方への定速⇒下方への減速（－何Ｇかの確認が必要） である場合に、上方と下方の減速が－何Ｇかを確認し、加速の条件を上回っている振動 パターンでない確認が必要です。（通常は、上回らないんだけど） 最後に、振動の頻度（周波）の確認が必要です。 固有振動数と振動の周波数の確認が必要で、一致する場合等には負荷の考慮が変わります。 （昔、米国で？橋梁が波打って破壊したので、）
お礼
回答の御礼が大変、遅くなってしまいましたが有難う御座いました。 ＞上方にの２Ｇは、重力加速度の１Ｇが加わり３Ｇとなり、重量の３倍の負荷が各部の重力方向に掛かります。 なるほど、といった感じで自分では全く気が付きませんでした。 固有振動数の影響については、他の方にもご指摘頂きましたがやはり検討が必要のようですね。 難しいですが、まずはこのあたりの勉強をしてみます。 有難う御座いました。
>機器仕様の振動試験項目に加速度2Gとあった場合 一口に2Gと言っても、振動の方向や周波数によって条件が変わります。 振動試験の条件を予め定めておいた方が、事後の問題を回避できると思いま す。基本的には水平加振力に対して、強度を確保できるように設計すること になると思いますが、固有振動を含めた機器の応答性に注意が必要だと思い ます。
お礼
御礼が大変遅くなってしまい恐縮ですが、アドバイス有難う御座いました。 試験条件のほうは確認したところ、 10～55Hz 19.6m/s2（2G） 周期3分 X，Y，Z方向各1時間 とありました。 現在、この条件での影響力とご指摘頂いた固有振動について調べてみています。 参考ＵＲＬも参考にさせて頂きました。 有難う御座いました。
お礼
お礼が遅くなってしまい恐縮ですが、丁寧なアドバイス誠に有難う御座いました。 条件は、下記にも記載しましたが 10～55Hz 19.6m/s2（2G） 周期3分 X，Y，Z方向各1時間 とありました。 確かに、仰る通り安全率内に収まってしまいますね。 あまり気にする必要もないのかもしれないですね。 >取付金具は、安易に設計すると引きちぎられる虞がある。 振動試験でも短時間の条件とか落下試験では、機能を損なわない変形なら許容することも有得るので、筐体を含め強くし過ぎるのは感心しない。 ↑肝に銘じておきます。 本試験条件からすると、古い規格のままきてるようですが、 何やら難しい話が・・。 機械振動について勉強する必要があるようで、出直したいと思います。 有難う御座いました！