動力伝動装置の薄肉軽量ハウンジングにおけるボルト結合部のモデル化

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03650118
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 井上 克己 東北大学, 工学部, 助教授 (90005554)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): とう 鋼 東北大学, 工学部, 助手 (90237040) ; 柴田 勝久 東北大学, 工学部, 助手 (20196421) ; 高津 宣夫 石巻専修大学, 理工学部, 助教授 (30005376) ; 加藤 正名 東北大学, 工学部, 教授 (60005262)
• Keywords: ボルト結合 / 動力伝動装置 / ハウジング / 動特性 / 振動解析 / 有限要素解析 / モ-ド解析

Research Abstract

1.ボルト結合部の静剛性・動剛性を求めるために,鋼製の支持台を定盤に固定しこれにアルミニウム製のはりあるいは板をボルト結合する実験装置を試作した.ボルトの締付トルクはトルクレンチで管理した.
2.ボルト結合部の変形をせん断力に比例する成分と曲げモ-メントに比例する成分の和と考え,静荷重によるたわみを測定することによってこれらの比例定数を求めた.これは静剛性を表す.
3.有限要素解析プログラムMARC/MENTATを導入済のワ-クステ-ションにインプリメントし,その動作を確認した.さらに,はりの曲げ振動固有値計算を行ない精度を明らかにした.
4.ボルト結合部を静剛性の実験で得られた比例定数を持ち弾性的に結合しているとモデル化し,MARCを用いて固有値計算を行なった.この結果,2.で得られた比例定数を用いるとはりは完全固定と考えることはできず、高次モ-ドの固有振動数が低下することが知られた.
5.はりを加振してアクセレランスをもとめ,MARCによる計算値と比較検討した.これは,下記の同定のための準備である.
6.ボルト結合部の動特性を同定する実験および解析を行なった.はりの加振力とボルト結合部の荷重方変位の関係を伝達動質量として求め、この結果に適合する比例定数を決定する.その後,もう一つの比例定数を変えながらはりの固有振動数を計算し,測定された共振周波数に一致させる方法で動剛性の同定を試みた.この結果,前者の剛性は静的な実験で得られた値より2桁大きく,また,いくつかの周波数では実験値に一致するように後者の値を定めることはできなかった。この点についてはモデル化の妥当性を含めて研究を継続している.

Research Products

• [Publications] 高津 宣夫: "BBAによる一段歯車装置の振動応答解析" 日本機械学会論文集C編. 57ー538. 2126-2131 (1991)
• [Publications] Nobuo Takatsu: "Analysis and Experiment on the Vibration Transmission in a Single Stage Gearbox" Proc.Intn'l Conf.Motion and Power Transmissions. 104-109 (1991)
• [Publications] 周 海: "一段歯車装置における軸・軸受系の振動伝達特性" 日本機械学会69期通常総会講演論文集.