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Nonlinear vibration with gap control

Research Project

Project/Area Number 19K12144
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 61040:Soft computing-related
Research InstitutionChukyo University

Principal Investigator

Kousaka Takuji  中京大学, 工学部, 教授 (80320034)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 稲葉 直彦  湘南工科大学, 工学部, 研究員 (90213123)
軽部 周  大分工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (70370054)
麻原 寛之  岡山理科大学, 工学部, 准教授 (50709615)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords機械振動 / 間隙 / grazing / grazing分岐 / 非線形振動
Outline of Research at the Start

空間的な隙間(間隙)を伴う系に生じる非線形現象を検討する。また、この結果を産業応用に結びつける。具体的には下記を行う。
(1)間隙を伴う系に対する解析手法の確立
(2)歯打ち振動を模擬した機械振動系への(1)の適用
(3)工具と被削作物間に意図的に間隙を与えた旋盤加工法の提案とモデル化
(4)実験装置を用いた(2)および(3)の検証

Outline of Final Research Achievements

In this study, we examined the nonlinear phenomena that occur in systems with spatial gaps (interstices). Specifically, the following were conducted. First, we established a method for calculating the system's stability and grazing bifurcation points. Next, the proposed method was applied to a mechanical vibration system simulating chatter vibration and presenting the method's validity and analytical results. Finally, an elastically supported tool's technique for suppressing chattering vibration was presented. These results were also verified using an experimental apparatus.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

空間的な隙間を伴う系に生じる非線形現象を検討した。研究成果の学術的意義としては、このような力学系の構造の解析手法を示し、その定性的性質を調査した。社会的意義としては、間隙を利用した旋盤加工法を提案した。具体的には、切削作業中に被削材または刃先が振動し、削り面に高低の跡がつく現象はびびり振動と呼ばれるが、提案法によりびびり振動を低減することに成功している。これは、切削熱を低減させるため潤滑油の使用を抑え、環境面、生産コスト面でも利点を有しているといえる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Revealing the mechanism causing stepwise maximum bounce height changes in a bouncing ball system2022

    • Author(s)
      S. Karube, Y. Uemura, T. Kousaka, N. Inaba
    • Journal Title

      AIP Advances

      Volume: -

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Experimental and numerical study of nonsmooth maximum bounce height changes in a bouncing ball system2020

    • Author(s)
      S. Karube, T. Kousaka, N. Inaba
    • Journal Title

      Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science

      Volume: 30 Issue: 10 Pages: 103111-103111

    • DOI

      10.1063/5.0009343

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 断続振動切削法における主分力方向のばね定数の評価2022

    • Author(s)
      玉腰敦也, 加藤海渡, 麻原寛之, 軽部周, 高坂拓司
    • Organizer
      電子情報通信学会非線形問題研究会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 振動を利用した歯車加工法の開発(工作物支持系のばね定数が表面粗さに与える影響)2022

    • Author(s)
      清松東矢, 軽部周, 高坂拓司
    • Organizer
      精密工学会春季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 弾性支持された工具によるびびり振動の抑制2021

    • Author(s)
      上向井大輝, 軽部周, 高坂拓司
    • Organizer
      日本機械学会年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] バウンシングボール系に生じるカオス転移メカニズム2021

    • Author(s)
      上村悠貴, 軽部周, 高坂拓司, 稲葉直彦
    • Organizer
      Dynamics & Design Conference
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 断続振動切削の切削精度について2020

    • Author(s)
      玉腰敦也, 軽部周, 高坂拓司
    • Organizer
      2020年電子情報通信学会総合大会講演論文集
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 周期的な境界を有するバウンシングボール系の非線形特性2019

    • Author(s)
      軽部周, 稲葉直彦, 高坂拓司
    • Organizer
      電子情報通信学会技術報告
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 微小高調波を用いた振動切削法の数値的検討2019

    • Author(s)
      志藤広陸, 加藤秀行, 軽部周, 高坂拓司
    • Organizer
      電子情報通信学会技術報告
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 微小高調波外力を受ける強制摩擦振動系に関する実験的研究2019

    • Author(s)
      長岡拓哉, 軽部周, 高坂拓司
    • Organizer
      日本機械学会九州支部沖縄講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 一方向に弾性支持された工具による切削シミュレーション2019

    • Author(s)
      軽部周, 高坂拓司
    • Organizer
      日本機械学会九州支部沖縄講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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