振動解析(共振シミュレーション)

CAE解析作業

車両搭載環境での振動によって、コネクタの緩みや端子接点の微摺動摩耗(フレッティング摩耗)が発生することがあります。振動解析(シミュレーション)で固有振動数と共振点を事前に把握し、クランプ位置や形状にフィードバックします。高額な解析ソフトのライセンスを保有していなくても、この振動解析だけを受託でご依頼いただけます。

振動解析(シミュレーション)とは

部品が持つ固有振動数や、走行時の振動入力に対する応答(共振の有無・振幅)をコンピューター上で計算する技術です。実機での振動試験の前に、共振によるリスク箇所を洗い出せます。

  • ハーネス・コネクタの固有振動数の把握
  • 走行振動の主要な周波数帯との共振有無の確認
  • クランプ位置・剛性を変えた際の応答比較
  • 端子接点部の微摺動(フレッティング)につながる振動モードの特定

事例:車載ハーネスの共振・端子フレッティング摩耗対策

課題:エンジンルーム搭載部のワイヤーハーネスにおいて、走行時振動による共振が原因と疑われる、端子接点部の微摺動摩耗(フレッティング摩耗)が懸念されていた。

取り組み:設計者がシミュレーション(振動解析)でハーネスの固有振動数を確認し、クランプ位置の候補を複数パターン検討。専任解析者が共振点の見極め方やモード形状の読み取り方、クランプ剛性の境界条件設定についてフィードバックした。

結果:走行振動の主要な帯域から共振点を回避するクランプ配置を特定。実機振動試験(受託試験)でも摩耗の発生が抑制され、開発工数の削減につながった。

専任者としてのフィードバック:設計者CAEでは見落としがちな「クランプ部の締結剛性」や「接点部の接触条件」を、専任解析者が受託試験の振動データと照らし合わせてレビュー。共振点の読み取り方や、危険な振動モードの優先順位付けについて具体的にアドバイスし、設計者自身が次回から判断できるよう支援した。

振動解析における設計者CAEと解析専任者の違い

比較項目設計者CAE解析専任者・CAEエンジニア
目的クランプ位置や形状変更による固有振動数の傾向を素早く比較実際の走行振動データとの相関を確認し、共振リスクを最終判定
対応できる計算時間の目安片手間対応のため、現実的にはせいぜい5分程度が限界締結剛性や接点条件を実測ベースで詰めるため、数時間〜数日かけて対応
モデル化締結部を剛結合など簡易な条件で設定することが多い締結剛性や接点の接触条件を実測に基づき精緻に設定
結果の解釈固有振動数の一覧は得られるが、危険なモードの優先順位付けが難しい走行振動の周波数帯・加振方向を踏まえ、危険なモードを特定
得意な場面初期段階でのクランプ位置・形状の方向性検討摩耗・破断などの不具合原因解明、量産前の最終確認

5分では見極めきれない共振リスク、まるごと受託します

共振点の見極めや境界条件の設定は経験がものを言う領域です。仕様書がなくても、受託試験で得た実際の振動データをもとに、設計者CAEの結果を一緒に読み解きます。解析ソフトのライセンスを保有していなくても、必要なときにこの解析だけを受託でご利用いただけます。

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