振動試験と振動解析技術

振動試験とは

振動試験とは、製品に振動を与えることにより、製品への損傷影響や耐久性を調べる試験です。

例えば、輸送機関（自動車やバイク、鉄道、航空機、船舶など）において移動中は常に何らかの振動が発生しています。その振動によって、輸送機関を構成する種々の製品や部品（エンジン、モーター、車体、電子部品など）が故障や破損を生じたり、ネジが緩んで正常動作しなくなることが発生します。振動試験はこのような状況を人工的に再現することにより科学的かつ客観的に製品の品質を評価する試験方法です。

具体例として

• 自動車の場合：
  走行中は常時、エンジンやモーターさらには路面からの振動を受けており、この状態が長時間継続したり、悪路走行で大きな振動環境にさらされると自動車構成部品が故障しないだろうか？
  さらにエンジンやモーターの周辺は高温環境になるので熱と振動の両方の影響により電子部品などの品質低下が加速しないか？
• 航空機の場合：
  長時間の飛行中にエンジンや周辺部品のネジが緩まないか？
  空輸中の振動や温度・気圧変化で輸送品の品質に悪影響を与えないか？
  
• 工場内の移動機器の場合：
  自動倉庫や工場内移送機器がレール走行中の振動や段差通過時の衝撃によって、機器の電装品・機械部品に対して品質低下を生じないか？

例えば、上記の具体例において実機の振動条件、温度変化、圧力変化を実験室内で振動試験装置を用いて再現することにより、工業製品の安全性・耐久性を評価し、その結果を基に課題抽出とその対策・改善に繋げてゆく試験方法が振動試験です。

【ISO17025認定試験所】JFEテクノリサーチの振動評価・解析ソリューション

• 当社では、お客様のご要望に沿った条件で振動試験を実施し、動的応力分布測定、動的歪計測、数値解析（CAE）シミュレーションによる応力解析も承っており、開発部材・製品などの「振動」による評価に対して試験と解析で幅広くお応えいたします。

  また、当社は振動試験（電気試験）JIS C 60068-2-6のISO17025の認定試験所です。お客様に一層ご安心いただける試験サービスを提供いたします。

• 動画配信中！

  

振動試験および振動評価・振動解析メニュー

• 振動試験および複合環境振動試験
• 振動試験中の動的ひずみ・応力可視化
• 軽車両の振動試験・剛性評価
• 加振機による高速簡易疲労試験
• ねじの緩み試験（NAS3350準拠）
• 数値解析による振動解析
• ハンマリング試験

振動試験および複合環境振動試験

製品の使用環境を模擬した振動試験の実施！

比較的環境の良い室内試験で製品（例：自動車部品単体）の耐久性能を把握していても、実際の環境下では結果が変わってしまうことがあります。当社では、温湿度環境と振動環境を組み合わせた実環境に近い複合環境条件で、信頼性試験を実施できます。

複合環境振動試験機仕様

試験機	複合振動試験機 Ⅰ	複合振動試験機 Ⅱ	複合振動試験機 Ⅲ	複合振動試験機 Ⅳ	複合振動試験機 Ⅴ
振動周波数範囲（Hz）	2～2500（※）	2～2600（※）	2～2600（※）	2～2500（※）	2～3000（※）
最大加振 （kN）	40	24	24	40	16
加振方向	水平／垂直	垂直	水平／垂直	水平（非複合）／垂直	垂直
最大積載量 （kg）	600	400	400	600	300
使用温度範囲 （℃）	-70 ～ +180
使用湿度範囲 （％RH）	20 ～ 98
内槽寸法 （mm）	W1000～1200 × D1000～1200 × H1000

※2Hz～5Hz未満の振動周波数をご希望の場合は、事前にご相談ください。

さらに詳しい振動試験機の仕様はこちらから

振動試験に必要な冶具を多数保有！

当社では、振動試験装置にサンプルを取り付けるための冶具を多数保有しております。サンプルを取り付けるために新たな冶具が必要な場合は、冶具の設計製作も承りますので、ぜひご相談ください。

振動試験事例

• 減圧環境下の振動試験

  

  • 複合環境下における包装貨物の振動試験 [事例集PDF]

• 高温環境下の振動試験

  

高温・高湿度環境下における長時間の振動試験

当社の振動試験機は、チャンバー加湿器の能力を向上させることにより、高温・高湿度環境下における振動試験を実現できます。長時間の振動試験においても、目標の温度・湿度をキープすることができます。

• 高温・高湿度環境下における長時間の振動試験 [事例集PDF]
• 中央加振法による高温下での振動減衰測定 [事例集PDF]

振動試験中の動的ひずみ・応力可視化

高速度カメラと3次元画像相関法（3D-DIC）によるひずみ分布解析

画像相関法により、振動する物体の変位分布を計測いたします。当社では、ハイスペックの高速度カメラによる実時間計測に加えて、高精細ではあるが通常撮像速度のカメラによる振動現象の解析も可能になりました。お客様のご要望や対象物に応じて、最適な計測手法をご提案いたします。

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振動試験時の計測可視化技術－赤外線カメラによる応力分布測定（非接触）－

赤外線カメラによる熱弾性効果を利用した温度変化から応力分布測定する原理に、独自のロックイン信号処理を適用して、応力集中部を簡便に非接触で「可視化」することが可能となりました（応力分布を画像化） 。

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ひずみゲージ法による応力測定

振動試験中の動的応力をひずみゲージ法を用いて計測いたします。

モビリティパーツの動的応力を計測することにより、製品の品質向上に貢献いたします。

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軽車両の振動試験・剛性評価

伝達関数 → 実験モード解析

加振機による高速簡易疲労試験

繰り返し数10⁶ ～ 10⁷ の試験も短期間で可能

ねじの緩み試験（NAS3350準拠）

振動試験機を用いてねじ締結体に衝撃力を繰り返し加えて、ねじの緩みを評価いたします。

ねじが緩んだ状態で機械や設備を使い続けると、ねじ外れやボルトの折損が発生して事故につながる恐れがあります。当社では、ねじの緩み試験として米国航空規格NAS3350に準拠した加速振動試験を承っております。

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数値解析（CAE）シミュレーションによる各種振動解析

構造物の固有周波数から周波数応答、過渡応答の解析により振動による騒音や破損の原因究明、応力分布の可視化、解決策の検討が可能です。また、流れによって励起される振動を流体解析との連成によって解析することも可能です。

時刻歴 動的応答解析（車載ECU（Engine Control Unit）振動試験の解析）

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振動解析技術－ハンマリング試験の活用－

振動試験前にハンマリング試験を行い、固有振動モード形の算出、振動減衰の把握をすることができます。

振動試験の前後または併せてハンマリング試験を行うことで、共振を避けるための補強対策や制振対策を行い、振動試験による評価や確認に役立ちます。