BNCケーブル

ハンマリング試験においてインパルスハンマ（インパクトハンマ）や加速度ピックアップ（振動センサ）をFFTに接続する際にBNCケーブルを使用します。

BNCケーブルはBNCプラグ（コネクタ）、導線（信号線）、絶縁体、および外皮から構成されるケーブルのことです。外皮にはPVC、ポリウレタン、テフロンなどが用いられています。ケーブル自体はしっかりした外皮で覆われており安心感があるのですが、一方で、長いケーブルを取り廻す際には少し注意を要します。

ハンマリング試験への影響

ハンマリング時に正常にトリガーがかからない、または加速度信号に大きなノイズが生じるような場合、BNCケーブルの接触不良が関与していることがあります。この接触不良は、詳しく調べたわけではありませんが、ケーブルのねじれによってBNCプラグ結線部で導線が回転することによって生じているようです。この接触不良はしばらくすると改善し、またしばらくすると発生するという定常性に乏しいことが多いため、なかなか気づきにくく、ハンマリングの仕方に原因があるように思って何度も計測をやり直して時間を浪費してしまうことがあります。

このようなBNCケーブルの接触不良を防ぐには、BNCプラグとケーブルの結線部に生じるねじれを極力小さくすることです。特にケーブルを巻いて収納する際にはねじれやすいので、無理な巻き方を避けるなど慎重さが求められます。

モータやエンジンなど回転機械が実際に稼働しているときの振動のことを実稼働振動といいますが、日ごろから実稼働振動を把握しておくことは機械の運用においてとても大切です。

最近、「音が大きくなったような気がする」、「加工不良が多くなったような気がする」といった「気がする」は機械の故障の前兆であることが多く、そういった感覚を活かすためには定期的に実稼働振動を計測して数値化しておくことが有効です。

モータやエンジンなどの起振源が稼働しているときの振動はとても複雑な波形となり、一見ランダムな波形のように見えますが、測定点や回転数といった計測条件を決めておくことで、新品のときには無かった周波数に大きな振動ピークが現れたり、ある特定の周波数の振動レベルが大きくなるなど、様々な変化を把握することができます。

新たな周波数に振動ピークが現れる場合は、起振源やその周辺構造に変形や破損が生じている可能性があることを示し、振動レベルが大きくなっている場合は、アンバランス量が大きくなっている可能性があることを示します。

解析精度向上における実験の重要性

NX Nastranで振動解析を行う場合、正しいモデル化を行えば実機振動を高い精度で再現することができます。しかし、複数の部品で構成された構造物に関しては、解析結果が実験結果を精度良く再現しない場合があります。原因は多くの場合、実機が持つ部品結合部の非線形性やそれによる実験データの精度低下にあります。解析精度向上を目的に行うモデルコリレーションを前提に実験のポイントをご紹介します。

1) 実験データの精度向上

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2) 実験供試体の前処理

実験データの線形性を確保するには、実験供試体の持つ非線形性を極力無くしておくことが大切になります。たとえば部品結合部の接触・非接触があいまいな個所や局所的に大きな振幅を伴う箇所などはハンマリング試験の精度を低下させるため、あらかじめ可能な限り対策を講じておきます。ハンマリング試験はそれ自体とてもシンプルな手法ではありますが、供試体の前処理状態によっては結果が大きく変動するという特徴があります。