JP7369535B2

JP7369535B2 - 衝撃試験方法

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Publication number: JP7369535B2
Application number: JP2019053738A
Authority: JP
Inventors: 一輝川村; 匡胤門出; 真二松岡; 晋也喜多; 英樹藤本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2023-10-26
Anticipated expiration: 2039-03-20
Also published as: JP2020153870A

Description

本発明は、衝撃試験方法に関する。

対象物を載置した振動台を加振装置により振動させ、振動の結果に基づいて、対象物の耐衝撃性を評価する衝撃試験装置がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の衝撃試験装置は、テーブルとテーブルを駆動する加振機とを有する振動台と、加振機を制御する加振制御装置と、を備え、テーブルの上に取り付けられた供試体を振動させる振動試験装置において、振動台及び供試体をモデル化し、加振機に入力される加振信号とモデルとからテーブルの加速度を計算するシミュレータと、振動の加速度の目標値をシミュレータで計算されたテーブルの加速度に基づいて補正する波形補正装置と、を備えることが記載されている。

特開２００３－７５２８７号公報

評価の対象物となる供試体は、耐衝撃性を評価する部品が複数配置される場合がある。この複数の部品の全てが必要な加振レベル（加わる衝撃の条件）を満たすかを評価するためには、供試体に大きな振動を加える必要が生じる。しかしながら、加振装置で大きな振動を加えるためには、装置を大型化する必要がある。そのため、加振装置には、試験できる対象物に限界がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、加振装置で、より多くの供試体の耐衝撃性を評価することができる衝撃試験方法を提供することを目的とする。

本発明に係る衝撃試験方法は、少なくとも１つの対象部品を含む供試体の耐衝撃性を評価する衝撃試験方法であって、前記供試体を複数の振動レベルで加振する加振ステップと、前記加振ステップの結果に基づいて前記供試体の全体の加振条件を算出する供試体加振条件算出ステップと、前記供試体の全体の加振条件に基づいて、前記部品を単体で試験した場合の単体加振条件を算出する単体加振条件算出ステップと、前記単体加振条件に基づいて、前記部品を加振する単体加振ステップと、前記単体加振ステップの結果に基づいて、前記供試体の耐衝撃性を評価する評価ステップと、を含む。

また、前記供試体の目標振動レベルを算出するステップと、前記供試体をランダム加振する供試体加振ステップと、前記供試体加振ステップの結果に基づいて、前記供試体を前記目標振動レベルでの振動が可能かを判定する判定ステップと、前記判定ステップで、前記供試体を前記目標振動レベルでの振動できないと判定した場合、前記加振ステップの処理を行い、前記供試体を前記目標振動レベルでの振動できると判定した場合、前記目標振動レベルでの振動できる振動条件で前記供試体を振動し、前記供試体の耐衝撃性を評価するステップと、を含むことが好ましい。

また、前記単体加振条件算出ステップは、前記加振ステップで検出した複数の振動レベルで加振した場合の、前記供試体に設置されている位置での前記部品の単体の振動特性を算出するステップと、前記部品の単体の振動特性に基づいて、前記部品の単体での応答波形を算出するステップと、前記部品の単体での応答波形に基づいて、前記部品単体での衝撃応答スペクトルを算出するステップと、を含むことが好ましい。

また、前記単体加振条件算出ステップは、前記加振ステップで検出した複数の振動レベルで加振した場合の、前記供試体に設置されている位置での前記部品の単体の振動特性を算出するステップと、前記部品の単体の振動特性に基づいて、部品単体の応答モードを算出し、算出した応答モードの単一正弦波で加振し、加振を停止した後の振動を検出するステップと、加振を停止した後の前記部品の単体の振動に基づいて算出した固有振動数と減衰比に基づいて、前記部品の単体での応答波形を算出するステップと、前記部品の単体での応答波形に基づいて、前記部品単体での衝撃応答スペクトルを算出するステップと、を含むことが好ましい。

また、前記単体加振条件算出ステップは、前記加振ステップで検出した複数の振動レベルで加振した場合の、前記供試体に設置されている位置での前記部品の単体の振動特性を算出するステップと、前記部品の単体の振動特性に基づいて、前記部品が供試体に設置された状態での衝撃応答スペクトルを算出するステップと、固有周期毎に、振動レベルと、前記部品が供試体に設置された状態で最大加速度応答値との相対関係を算出するステップと、算出した相対関係に基づいて、供試体を目標レベルで加振した時の前記部品の最大加速度応答値を算出するステップと、目標レベルで加振した時の前記部品の最大加速度応答値に基づいて、前記部品単体での衝撃応答スペクトルを算出するステップと、を含むことが好ましい。

また、前記単体加振条件算出ステップは、前記加振ステップで検出した複数の振動レベルで加振した場合の、前記供試体に設置されている位置での前記部品の単体の振動特性に基づいて、前記部品が供試体に設置された状態で加速度波形のピーク値を検出するステップと、振動レベルと、前記部品が供試体に設置された状態で加速度波形のピーク値との相対関係を算出するステップと、算出した相対関係に基づいて、供試体を目標レベルで加振した時の、前記部品が供試体に設置された状態での最大加速度時刻歴波形を算出するステップと、を含むことが好ましい。

また、前記供試体を目標レベルで加振した時の、前記部品が供試体に設置された状態での最大加速度時刻歴波形に基づいて、加振条件を設定し、最大加速度時刻歴波形を満たしている加振条件を前記単体加振条件とすることが好ましい。

本発明によれば、供試体に配置された部品について、部品単体の高い精度で耐衝撃性を評価することができる。これにより、加振装置で、より多くの供試体の耐衝撃性を評価することができる。

図１は、本実施形態に係る衝撃試験装置の一例を示す模式図である。図２は、供試体の試験時の状態の概略構成を示す模式図である。図３は、部品単体の試験時の状態の概略構成を示す模式図である。図４は、衝撃試験方法の一例を示すフローチャートである。図５は、衝撃試験方法の一例を示すフローチャートである。図６は、衝撃試験方法の一例を説明するためのグラフである。図７は、衝撃試験方法の一例を説明するためのグラフである。図８は、衝撃試験方法の一例を示すフローチャートである。図９は、衝撃試験方法の一例を説明するためのグラフである。図１０は、衝撃試験方法の一例を示すフローチャートである。図１１は、衝撃試験方法の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る衝撃試験装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係る衝撃試験装置１０の一例を示す模式図である。図２は、供試体の試験時の状態の概略構成を示す模式図である。図３は、部品単体の試験時の状態の概略構成を示す模式図である。衝撃試験装置１０は、供試体８の耐衝撃性を評価する。衝撃試験装置１０は、供試体８の機器全体が所定のＳＲＳ（衝撃応答スペクトル：Shock Response Spectrum）を満たすように加振した際に機器が健全に動作することを確認して、機器の耐衝撃性能を確認する試験を行う装置である。図１に示すように、衝撃試験装置１０は、加振装置１２と、センサ１４と、制御装置１６と、を有する。

加振装置１２は、振動台２０と、加振部２２と、を有する。振動台２０は、例えば金属等の材料を用いて板状に形成される。振動台２０は、振動させる対象である供試体８、部品等を載置する載置面を有する。加振装置１２は、振動台２０に加速度センサを配置してもよい。加振装置１２は、加速度センサで振動台２０の加速度を検出し、検出結果を制御装置１６に送信することで、振動台２０の振動を制御することができる。

加振部１８は、振動台２０を振動させ、供試体８を振動させる力を加える駆動部である。加振部１８は、例えば、ピストン、シリンダ等を有する。ピストンは、例えば円板状に形成され、シリンダの内部に収容される。ピストンは、連結部材を介して振動台２０と一体に設けられる。加振部１８は、シリンダでピストンを移動させ、振動台２０を振動させる。なお、加振装置１２は、供試体８を振動させることができればよく、振動源は、ピストンとシリンダに限定されない。例えば、電磁石で移動する直動機構を組み合わせて、振動台２０を振動させる構造としてもよい。

センサ１４は、供試体８の振動状態を検出する。センサ１４は、供試体８の振動を検出したい部分、部品に設置される。センサ１４は、加速度センサ、移動量を検出するセンサ等である。センサ１４は、供試体８の振動を検出する必要がある部分に配置される。

制御装置１６は、加振装置１２の動作を制御し、センサ１４の検出結果を取得し、供試体８の衝撃試験を行い、試験結果を判定する。制御装置１６は、例えば、コンピュータであり、図には明示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサを含む演算処理装置や、ＲＯＭやＲＡＭのようなメモリおよびストレージを含む記憶装置などにより実現される。演算処理装置は、記憶装置に記憶されているプログラムに従って演算処理を実施する。制御装置１６は、入力装置、音声出力装置、ドライブ装置、および入出力インターフェース装置を有してもよい。入力装置は、操作されることにより入力データを生成するもので、キーボードおよびマウスの少なくとも一方を含む。音声出力装置は、スピーカーを含む。ドライブ装置は、プログラムなどのデータが記録された記録媒体からデータを読み出す。記録媒体は、ＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスクなどのように情報を光学的、電気的或いは磁気的に記録する記録媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどの様に情報を電気的に記録する半導体メモリなど、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。

制御装置１６は、センサ情報検出部３２と、加振制御部３４と、評価部３６と、記憶部３８と、を含む。センサ情報検出部３２は、センサ１４で検出した供試体８の振動の情報を取得する。加振制御部３４は、加振装置１２の動作を制御する。評価部３６は、センサ情報検出部３２の検出結果を解析し、評価することで供試体８の加振の条件を決定する。また、評価部３６は、衝撃試験の試験結果を評価する。

記憶部３８は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のデータを記憶する記憶装置である。記憶部３８は、衝撃試験プログラム４０を記憶している。衝撃試験プログラム４０は、加振装置１２の動作を制御する処理、供試体８の試験条件を設定する処理、試験の結果を評価する処理等を実行するためのプログラムである。制御装置１６は、衝撃試験プログラム４０の処理を実行することで、センサ情報検出部３２、加振制御部３４、評価部３６での処理を実行する。

衝撃試験装置１０は、供試体８の衝撃試験と、供試体に設置された部品単体の試験を行うことができる。図２は、供試体８ａの衝撃試験を行う場合の一例を示している。供試体８ａは、振動台２０に固定されている。供試体８ａは、筐体５０と、筐体５０の内部に保持された、部品５２、５４、５６を有する。供試体８ａは、例えば、内部に基板、バッテリ等を有する制御装置である。部品５２、５４、５６は、基板、バッテリ等であり、衝撃試験において、耐衝撃性能（耐衝撃性）を評価する対象である。つまり、所定のＳＲＳが入力された後でも正常に作動するか評価する対象の部品である。また、センサ１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、それぞれ部品５２、５４、５６に設置され、それぞれの振動状態を検出する。

図３は、部品５２の衝撃試験を行う場合の一例を示している。部品５２は、振動台２０に固定されている。センサ１４ａは、部品５２に設置され、部品５２の振動状態を検出する。

次に、図４から図７を用いて、衝撃試験装置１０を用いて供試体の衝撃試験を行う衝撃試験方法の一例について説明する。図４は、衝撃試験方法の一例を示すフローチャートである。図５は、衝撃試験方法の一例を示すフローチャートである。図６は、衝撃試験方法の一例を説明するためのグラフである。図７は、衝撃試験方法の一例を説明するためのグラフである。

図４を用いて、衝撃試験方法の全体の処理について説明する。衝撃試験装置１０は、評価対象である供試体の情報を取得し、目標ＳＲＳを確認する（ステップＳ１２）。つまり、供試体の構造、要求される耐衝撃性能に基づいて、供試体に加える加振力を算出し、目標ＳＲＳを特定する。

衝撃試験装置１０は、目標ＳＲＳに基づいて、振動台の制御周波数を決定する（ステップＳ１４）。つまり、加振する周波数を決定する。例えば、目標ＳＲＳの一番短周期側から振動台の加振制御振動数を決定する。

衝撃試験装置１０は、決定した制御周波数に基づいて、ランダム加振を行う（ステップＳ１６）。具体的には、ステップＳ１４で決定した制御周波数を含んだ一様レベルのランダム波で供試体を加振する。衝撃試験装置１０は、ランダム加振で供試体８ａに生じた振動を検出し、検出した結果から加振時刻歴波形を生成する（ステップＳ１８）。

衝撃試験装置１０は、供試体８ａの加振時刻歴波形と目標ＳＲＳに基づいて、例えば加振装置１２で実行できる最大加振力での全体加振が可能かを判定する（ステップＳ２０）。衝撃試験装置１０は、全体加振が可能ではない（ステップＳ２０でＮｏ）、つまり目標ＳＲＳの加振ができないと判定した場合、部品単体試験を行う（ステップＳ２２）。部品単体試験については、後述する。

衝撃試験装置１０は、全体加振が可能である（ステップＳ２０でＹｅｓ）と判定した場合、全体衝撃加振を行う（ステップＳ２４）。衝撃試験装置１０は、振動台２０にて計測した加速度計１４で計測した加速度時刻歴波形から算出したＳＲＳと目標ＳＲＳを比較して、全体衝撃加振で加えた振動が目標ＳＲＳを包絡しているかを判定する（ステップＳ２６）。

衝撃試験装置１０は、目標ＳＲＳを包絡していない（ステップＳ２６でＮｏ）と判定した場合、加振のレベルを調整し（ステップＳ２８）、ステップＳ２４に戻る。具体的には、加振のレベルを上げる。衝撃試験装置１０は、目標ＳＲＳを包絡している（ステップＳ２６でＹｅｓ）と判定した場合、機器動作がＯＫかを判定する（ステップＳ３０）。つまり、目標ＳＲＳを包絡する衝撃を与えた後も、供試体８ａの各機器が正常に動作するかを判定する。衝撃試験装置１０は、機器動作がＯＫである場合（ステップＳ３０でＹｅｓ）、ＯＫと判定して（ステップＳ３２）、処理を終了する。衝撃試験装置１０は、機器動作がＯＫはない場合（ステップＳ３０でＮｏ）、ＮＧと判定して（ステップＳ３４）、処理を終了する。

次に、図５を用いて、部品単体試験の処理について説明する。なお、部品単体試験は、供試体に含まれる評価対象の部品毎に実行する。衝撃試験装置１０は、全体小レベルの加振を行い（ステップＳ５０）、全体中レベルの加振を行い（ステップＳ５２）、全体限界レベルの加振を行う（ステップＳ５４）。ステップＳ５０からステップＳ５４までの各レベルの衝撃試験の順番は特に限定されない。限界レベルの加振条件は、加振装置１２で実行できる最大のレベルでの加振条件である。また、中レベル、小レベルの加振条件は、限界レベルに基づいて、算出する。また、本実施形態では、３段階のレベルで実行したが、２段階でも４段階でもよい。

衝撃試験装置１０は、目標全体加振レベルのＳＲＳ（絶対応答加速度）を算出する（ステップＳ５６）。図６は、横軸を周期とし、縦軸を絶対応答加速度としたグラフである。ステップＳ５０からステップＳ５４の処理で、図６に示すように、小レベルの加振で算出した周期と絶対応答加速度との関係１００と、中レベルの加振で算出した周期と絶対応答加速度との関係１０２と、限界レベルの加振で算出した周期と絶対応答加速度との関係１０４と、を算出される。算出した関係１００、１０２、１０４の任意の周期Ｓ１での値に基づいて、供試体の耐衝撃性能の評価に必要な周期と絶対応答加速度との目標の関係１０８を算出する。また、目標全体加振レベルは、周期の最小値における応答値ＺＰＡに基づいて算出してもよい。図７に示すように、レベルＬ１（小レベル）、レベルＬ２（中レベル）、レベルＬ３（限界レベル）のＳＲＳ（絶対応答加速度）に基づいて、直線１１２を算出し、直線１１２と加振レベルＬａに基づいて、目標の関係１０８のＳＲＳ（絶対応答加速度）を算出することができる。

衝撃試験装置１０は、部品単体位置振動特性を算出する（ステップＳ５８）。衝撃試験装置１０は、ステップＳ５０からステップＳ５４の試験結果に基づいて、供試体に設置された部品の振動特性をセンサ１４で検出する。振動特性としては、加速度応答が例示される。部品単体位置振動特性は、各レベルで取得した自由減衰波形に基づいて、部品単体の設置位置における、固有振動数と減衰比を分析する。さらに、加振レベルと固有振動数、減衰比を整理して目標全体の加振レベルにおける対象の部品の固有振動数、減衰比を予測する。

衝撃試験装置１０は、部品単体応答波形を算出する（ステップＳ６０）。衝撃試験装置１０は、供試体全体を加振する際の加振波形に対して、ステップＳ５８で計算したパラメータを用いて、応答計算を行い部品単体の加振加速度時刻歴波形を計算する。衝撃試験装置１０は、部品単体ＳＲＳを算出する（ステップＳ６２）。ステップＳ６０で算出した部品単体の応答波形から部品単体試験の目標ＳＲＳを算出する。

衝撃試験装置１０は、部品単体衝撃加振を行う（ステップＳ６４）。衝撃試験装置１０は、部品単体衝撃加振で加えた振動が目標ＳＲＳを包絡しているかを判定する（ステップＳ６６）。

衝撃試験装置１０は、目標ＳＲＳを包絡していない（ステップＳ６６でＮｏ）と判定した場合、加振のレベルを調整し（ステップＳ６８）、ステップＳ６４に戻る。具体的には、加振のレベルを上げる。衝撃試験装置１０は、目標ＳＲＳを包絡している（ステップＳ６６でＹｅｓ）と判定した場合、機器動作がＯＫかを判定する（ステップＳ７０）。つまり、目標ＳＲＳを包絡する衝撃を与えた後も、部品が正常に動作するかを判定する。衝撃試験装置１０は、機器動作がＯＫである場合（ステップＳ７０でＹｅｓ）、ＯＫと判定して（ステップＳ７２）、処理を終了する。衝撃試験装置１０は、機器動作がＯＫはない場合（ステップＳ７０でＮｏ）、ＮＧと判定して（ステップＳ７４）、処理を終了する。

衝撃試験装置１０は、上記の衝撃試験方法で試験を実行することで、供試体８ａの全体を衝撃試験装置１０で試験できない目標ＳＲＳである場合でも、部品単体でそれぞれを評価することができる。これにより、種々の対象物の衝撃試験を行うことができる。

また、部品単体の位置の振動特性に基づいて、部品単体の目標ＳＲＳを算出することで、部品の非線形性を考慮して、部品搭載位置に対応した加振波形を決定することができる。これにより、部品単体の試験で、供試体に設置された部品の評価を高い精度で行うことができる。

また、上記実施形態では、部品単体のＳＲＳを算出して、ＳＲＳを基準として条件を満足したかを判定したが、ステップＳ６０で算出した部品単体の時刻歴波形に基づいて、ＳＲＳを許容する時刻歴波形を算出し、時刻歴波形を用いて、部品単体加振試験を実施してもよい。

次に、図８及び図９を用いて、部品単体の目標ＳＲＳの作成方法の他の例を説明する。図８は、衝撃試験方法の一例を示すフローチャートである。図９は、衝撃試験方法の一例を説明するためのグラフである。図８に示す処理は、図５に示す処理のステップＳ５８からステップＳ６０の処理に対応する。

衝撃試験装置１０は、全体加振の部品毎の応答波形を抽出する（ステップＳ８０）。全体加振の際に検出した部品の応答波形を抽出する。衝撃試験装置１０は、部品毎の応答波形に基づいて、主要応答モードを把握する（ステップＳ８２）。次に、衝撃試験装置１０は、主要応答モードとなる周波数に対応する単一正弦波で加振する（ステップＳ８４）。衝撃試験装置１０は、加振後、加振を急停止する（ステップＳ８６）。衝撃試験装置１０は、加振を急停止した後の、固有振動数・減衰比を確認し、満足したかを判定する（ステップＳ８８）。具体的には、設定した段階数の加振レベルでの試験を行い、それぞれの加振レベルでの固有振動数・減衰比のデータを取得したかを判定し、必要なデータを取得している場合、満足したと判定する。

衝撃試験装置１０は、固有振動数・減衰比が満足していない（ステップＳ８８でＮｏ）と判定した場合、加振レベルを変更し（ステップＳ９０）、ステップＳ８０に戻る。衝撃試験装置１０は、固有振動数・減衰比が満足である（ステップＳ８８でＹｅｓ）と判定した場合、取得した加振レベルでの固有振動数・減衰比のデータに基づいて、部品単体の固有振動数・減衰比の加振レベルの変化に対する傾向を把握し（ステップＳ９２）、目標ＳＲＳでの部品単体での応答を予測する（ステップＳ９４）。

図９は、縦軸を振動方向の加速度、横軸を時間とした場合の対象部分の振動を示している。台形波の波形１２０を入力して、振動を計測することなく、単一正弦波を入力し、入力を停止することで、波形１２２、１２４、１２６のように、自由減衰の波形を検出することができる。これにより、固有振動数、減衰を好適に算出することができる。

このように、単一周波数で加振し、固有振動、減衰を評価することで、非線形性をより精緻に評価することができ、部品単体の目標ＳＲＳをより高い精度で作製することができる。

図１０は、衝撃試験方法の一例を示すフローチャートである。図１０に示す処理は、図５に示す処理のステップＳ５８からステップＳ６２の処理に対応する。衝撃試験装置１０は、加速度波形からＳＲＳを計算する（ステップＳ１０２）。つまり、ステップＳ５０からステップＳ５４で検出した各部品位置の加速度波形（振動状態）から、その位置におけるＳＲＳを算出する。

衝撃試験装置１０は、固有周期毎にレベルと最大加速度応答値の関係を整理する（ステップＳ１０４）。つまり、算出したＳＲＳに基づいて、周波数毎に、部品全体の目標ＳＲＳを満足するレベルでの最大加速度応答値を算出する。

衝撃試験装置１０は、最も勾配が急な直線を把握する（ステップＳ１０６）。算出した各レベルと、各レベルでの最大加速度応答値との関係に基づいて、レベルの変化に対して最大加速度応答値の変化が最も大きい関係を、最も勾配が急な直線として、算出する。次に、衝撃試験装置１０は、全体を目標レベルで加振した時の最大加速度応答値を算出する（ステップＳ１０８）。具体的には、固有周期ごとにレベルと最大加速度応答値の関係を整理し、原点から見て一番勾配が急になる直線を用いて、全体を目標レベルで加振した時の最大加速度応答値を算出する。なお、本実施形態では、最も勾配が急な直線を把握したが、平均的な勾配を算出してもよい。次に、衝撃試験装置１０は、目標ＳＲＳを計算する（ステップＳ１０２）。各周期で算出した全体を目標レベルで加振した時の最大加速度応答値を繋ぐことで、部品単体の目標ＳＲＳを算出する。

衝撃試験装置１０は、図１０に示すように、固有周期毎の最大加速応答値に基づいて、ＳＲＳを算出することで、時刻歴の応答計算を行わずに、部品単体のＳＲＳを算出することができる。これにより計算量を低減することができる。

図１１は、衝撃試験方法の一例を示すフローチャートである。図１１に示す処理は、図５に示す処理のステップＳ５８からステップＳ６０の処理に対応する。衝撃試験装置１０は、部品位置の加速度波形からピーク値を確認する（ステップＳ１２２）。衝撃試験装置１０は、加振レベルと加速度応答波形からピークの関係を整理する（ステップＳ１２４）。衝撃試験装置１０は、最も勾配が急な直線を把握する（ステップＳ１２６）。衝撃試験装置１０は、全体を目標レベルで加振した時の部品位置の最大加速度時刻歴波形の予測を行う（ステップＳ１２８）。

衝撃試験装置１０は、図１１に示すように、部品単体のＳＲＳを算出せずに、各レベルでの部品位置の加速度応答波形のピーク値と、供試体全体の目標加振レベルと各レベルとの関係に基づいて、全体を目標レベルで加振した時の部品位置の最大加速度時刻歴波形の予測することで、目標ＳＲＳを満足する加振時時刻歴波形を少ない計算量で算出することができる。衝撃試験装置１０は、図１１で算出した部品位置の最大加速度時刻歴波形を満たすように、部品単体の衝撃試験を行うことで、供試体に設置された部品の耐衝撃性能を評価することができる。

８、８ａ供試体
１０衝撃試験装置
１２加振装置
１４、４１ａ、４１ｂ、１４ｃセンサ
１６制御装置
２０振動台
２２加振部
３２センサ情報検出部
３４加振制御部
３６評価部
３８記憶部
４０衝撃試験プログラム
５０筐体
５２、５４、５６部品

Claims

少なくとも１つの対象部品を含む供試体の耐衝撃性を評価する衝撃試験方法であって、
前記供試体を複数の振動レベルで加振する加振ステップと、
前記加振ステップの結果に基づいて前記供試体の全体の加振条件を算出する供試体加振条件算出ステップと、
前記供試体の全体の加振条件に基づいて、前記部品を単体で試験した場合の単体加振条件を算出する単体加振条件算出ステップと、
前記単体加振条件に基づいて、前記部品を加振する単体加振ステップと、
前記単体加振ステップの結果に基づいて、前記供試体の耐衝撃性を評価する評価ステップと、を含み、
前記振動レベルは、周期に応じて変化する絶対応答加速度の関数で、複数のレベルでレベルが高くなるほど絶対応答加速度が大きくなる関係で設定され、
前記加振条件は、絶対応答加速度であり、
前記単体加振条件は、絶対応答加速度である
衝撃試験方法。
前記供試体の目標振動レベルを算出するステップと、
前記供試体をランダム加振する供試体加振ステップと、
前記供試体加振ステップの結果に基づいて、前記供試体を前記目標振動レベルでの振動が可能かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップで、前記供試体を前記目標振動レベルでの振動できないと判定した場合、前記加振ステップの処理を行い、
前記供試体を前記目標振動レベルでの振動できると判定した場合、前記目標振動レベルでの振動できる振動条件で前記供試体を振動し、前記供試体の耐衝撃性を評価するステップと、を含み、
前記目標振動レベルは、周期に応じて変化する加速度波形の関数である請求項１に記載の衝撃試験方法。
前記単体加振条件算出ステップは、前記加振ステップで検出した複数の振動レベルで加振した場合の、前記供試体に設置されている位置での前記部品の単体の振動特性を算出するステップと、
前記部品の単体の振動特性に基づいて、前記部品の単体での応答波形を算出するステップと、
前記部品の単体での応答波形に基づいて、前記部品単体での衝撃応答スペクトルを算出するステップと、を含む請求項１または請求項２に記載の衝撃試験方法。
前記単体加振条件算出ステップは、前記加振ステップで検出した複数の振動レベルで加振した場合の、前記供試体に設置されている位置での前記部品の単体の振動特性を算出するステップと、
前記部品の単体の振動特性に基づいて、部品単体の応答モードを算出し、算出した応答モードの単一正弦波で加振し、加振を停止した後の振動を検出するステップと、
加振を停止した後の前記部品の単体の振動に基づいて算出した固有振動数と減衰比に基づいて、前記部品の単体での応答波形を算出するステップと、
前記部品の単体での応答波形に基づいて、前記部品単体での衝撃応答スペクトルを算出するステップと、を含む請求項１または請求項２に記載の衝撃試験方法。
前記単体加振条件算出ステップは、前記加振ステップで検出した複数の振動レベルで加振した場合の、前記供試体に設置されている位置での前記部品の単体の振動特性を算出するステップと、
前記部品の単体の振動特性に基づいて、前記部品が供試体に設置された状態での衝撃応答スペクトルを算出するステップと、
固有周期毎に、振動レベルと、前記部品が供試体に設置された状態で最大加速度応答値との相対関係を算出するステップと、
算出した相対関係に基づいて、供試体を目標レベルで加振した時の前記部品の最大加速度応答値を算出するステップと、
目標レベルで加振した時の前記部品の最大加速度応答値に基づいて、前記部品単体での衝撃応答スペクトルを算出するステップと、を含む請求項１または請求項２に記載の衝撃試験方法。
前記単体加振条件算出ステップは、前記加振ステップで検出した複数の振動レベルで加振した場合の、前記供試体に設置されている位置での前記部品の単体の振動特性に基づいて、前記部品が供試体に設置された状態で加速度波形のピーク値を検出するステップと、
振動レベルと、前記部品が供試体に設置された状態で加速度波形のピーク値との相対関係を算出するステップと、
算出した相対関係に基づいて、供試体を目標レベルで加振した時の、前記部品が供試体に設置された状態での最大加速度時刻歴波形を算出するステップと、を含む請求項１または請求項２に記載の衝撃試験方法。
前記供試体を目標レベルで加振した時の、前記部品が供試体に設置された状態での最大加速度時刻歴波形に基づいて、加振条件を設定し、最大加速度時刻歴波形を満たしている加振条件を前記単体加振条件とする請求項６に記載の衝撃試験方法。