2003 Fiscal Year Annual Research Report
構造変更シミュレーションのための振動モードと剰余剛性の拡張に関する研究
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15560198
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| Research Institution | Wakayama University |
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Principal Investigator |
鞍谷 文保 和歌山大学, 教育学部, 教授 (00294265)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 武範 兵庫教育大学, 学校教育学部, 教授 (80029264)
山野 惟夫 兵庫教育大学, 学校教育学部, 教授 (90304138)
島田 哲夫 和歌山大学, システム工学部, 教授 (20248165)
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| Keywords | 構造変更シミュレーション / モード拡張 / 振動モード / 剰余剛性 / 実験モード解析 / 有限要素法 |
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| Research Abstract |
実験データを用いた構造変更シミュレーションにおいては,測定の困難さから測定できる自由度と構造変更要素の自由度との整合性が取れない,高次モードの情報が利用できないなどの問題点がある。本研究では,未測定点(自由度)の振動モードおよび剰余剛性の推定法を提案し,それらの推定法を構造変更シミュレーションに組み込むことで,構造変更要素として有限要素法で用いられるモデリング要素の利用可能な実験モードベース構造変更シミュレーション法を開発する。
本年度は,モード拡張法を用いて未測定点の振動モードおよび剰余剛性を推定する方法について検討した。特に振動モードの推定法において,推定精度に影響を及ぼす解析モデルのモデル化誤差,境界条件,重ね合わせる解析モードの数,実験データとして与える測定点の位置と点数について検討した。
その結果,未測定点の振動モードを推定する解析モデルとしては,構造全体をモデル化する必要はなく,未測定点を含む部分モデルで推定可能である。また境界条件は,部分モデルを切り出す前の状態を忠実に表す必要はなく,設定が容易な周辺自由の境界条件で十分である。ただし,実験データとして与える振動モードの測定点の位置と点数が不適切な場合は,推定精度が悪くなる。その判定に部分モデルのモード行列の条件数を用いることができ,さらに最も推定精度が高くなるときの重ね合わせる解析モードの数を決める指標として,条件数を用いることが可能であることがわかった。
また,未測定点の剰余剛性の推定については基本的な定式化を行い,簡単な数値実験でその特性を評価した。
本年度の検討で,振動モードの推定に関しては推定法が確立されたと考えられる。そこで,次年度(平成16年度)では剰余剛性の推定法を確立し,部分モデルを用いた振動モードおよび剰余剛性の推定法を組み込んだ構造変更シミュレーション法の実用化を図る。
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