クラスタ制御を応用した高周波振動試験実現のための加振台形状最適設計

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工業製品の信頼性確認のため古くから振動試験が行われているが，航空宇宙産業では使用環境を考慮して2,000Hz程度までの比較的高い周波数成分を含む振動を与えることが要求されている．また近年の自動車産業においては，電動化やCASEを志向した技術開発が進むにつれ，振動試験も高周波数化の流れがある．振動試験の高周波数化を進める際にクリアしなければならない課題の一つとして，加振台の1次の固有振動数を上昇させる必要がある．この課題を解決する方法としては，加振台の高剛性化をあげることができるが，具体的には加振台の板厚を増やす，あるいは高密度の材料を使用するといった手段を採ることになる．まず1年目の研究成果として，はりを対象に軽量化と高剛性化を同時に実現する形状について検討した結果をD&D2022において発表した．成果を要約すると，断面形状を連続的に変化させる手法よりも，はりの一部を中空化する手法によって軽量化を図りつつ剛性を維持できる点について報告を行った．具体的には質量を33%削減したはりにおいて，1次の固有振動数を上昇させることができる形状を提案した．この成果を基に2年目は加振台（平板）の形状について，一様な断面形状を有する平板に対し，はりと同様に一部を中空化することによって，軽量かつ高剛性な平板を提案することを試みた．しかしながら，はりの中空化によって得られた軽量化の効果と比べて，平板端部の中空化による効果が小さい結果に留まっている．現在も引き続き平板の形状について検討を進めているところである．