大振幅抑制式高減衰耐震ダンパの開発に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450096
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 鈴木 浩平 東京都立大学, 工学研究科, 教授 (40087185)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡邊 鉄也 埼玉大学, 工学部, 講師 (70240504) ; 玉置 元 東京都立大学, 工学研究科, 助手 (60315752) ; 吉村 卓也 東京都立大学, 工学研究科, 助教授 (50220736) ; 小林 博栄 石川島播磨重工(株), 原子力事業部, 研究職・課長 ; 小川 信行 国立防災科学技術研究所, 研究室長
• Keywords: ダンパ / 耐震設計 / 配管系 / 磁気ダンパ / 摩擦ダンパ / 準能動制御

Research Abstract

本年度は、本研究の最終年度であり、前年度までに設計・試作した回転型磁気摩擦ダンパの特性について詳細に検討し、その適用条件、セミアクティブ制御の可能性などを明らかにした。
次に、あらたに着手した磁気粘性流体(MR流体)を用いた大容量セミアクティブダンパの開発研究により、いくつかの基本的な制振特性を明らかにした。
(1)試作した回転型磁気ダンパを用いた加振実験および数値シミュレーションにより、本ダンパの荷重-変位履歴特性を把握した。また、実験結果にあらわれた摩擦やギャップによる非線形変動の影響についても示した。
(2)上記ダンパでは、高域周波数領域においてボールねじや軸受などに大きな減衰効果把握しあらわれることを示した。
(3)電磁石を、用いたセミアクティブ制振について検討し、0.2以下の極低周波域では高精度の制振性能が実現されることが明らかになった。
(4)米国ロード社、ノートルダム大学及び三和テッキ(株)からの協力により、電磁粘性流体(MR流体)を用いた大振幅用高減衰ダンパを新たに試作して、以下の成果を得た。
a.MRのダンパの減衰容量の評価式を流体力学の理論によって求める計算式を導いた。
b.メーカーに依頼して大容量のMRダンパを試作した。磁場を変化させてダンパの減衰力を測定した結果、磁場のない場合に比べて顕著な減衰力を得ることが可能であることが明らかとなった。
以上、本年度までの研究成果をまとめ、報告書を作成した。

Research Products

• [Publications] 渡辺鉄也, 鈴木浩平 外2名: "回転型磁気摩擦ダンパの基本特性に関する研究"日本機械学会論文集C編. 67巻 659号. 38-44 (2001)
• [Publications] T.Watanabe, K.Suzuki: "Experimental Study on Ball Screw Type Magnetic Friction Damper"ASME, Seismic Engineering-2001-. 428-2. 103-108 (2001)
• [Publications] 鈴木浩平: "ダンパ・制振装置の開発の現状と特徴"第1回日本地震工学研究発表・討論会論文集. 230 (2001)
• [Publications] K.Suzuki, H.Sodeyama, J.D.Carlson, B.F.Spencer: "A Basic Study of Dynamic Characteristics of MR Damper"ASME, Seismic Engineering-2001-. 428-2. 115-120 (2001)
• [Publications] K.Suzuki, K.Sunakoda, J.D.Carlson, B.F.Spencer: "Development of Large Capacity Semi-active Vibration Control Device Using MR fluid"ASME, Seismic Engineering-2001-. 428-2. 109-114 (2001)
• [Publications] 鈴木浩平: "役に立つダンピング技術とその応用-基礎から最新動向迄-"日本機械学会. 7 (2001)