2003 Fiscal Year Annual Research Report
凹凸曲面形状付加による薄板構造物の静音化最適形状の研究
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15760147
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
森川 広一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (00282830)
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| Keywords | 振動 / 騒音 / 最適化 / モード解析 / 音響パワー / 有限要素法 / プレス加工 / はり |
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| Research Abstract |
本研究では,薄板構造物を静粛化する最適化技術を確立するために,音響放射パワーを低減する凹凸曲面形状の最適配置化手法の提案を目的とする.本年度は,凹凸形状部分の等価モデルの考案と音響パワーを目的関数とした最適解について検討し,以下の結果を得た.
(1)凹凸形状部分の等価モデルの考案と近似振動解析
周辺固定された凹凸付加平板を凹凸の辺の位置にはりを付加した平板に置き換えた有限要素モデルとする近似手法を提案し,FEM振動モード解析に基づいて固有振動数が凹凸付加平板の詳細な有限要素モデルのものに最も近くなるように,はり要素の剛性値を凹凸の位置・寸法・板厚・丸み形状を各々パラメータとする独立関数の積で規定し定式化した.そして凹凸付加平板の実験振動モード解析を行って,提案した近似振動解析の妥当性を確認した.次に,提案した近似解析法および詳細な有限要素モデルそれぞれの場合に平板の平均自乗速度を目的関数,凹凸の位置のみを設計変数とした最適化を行い,最適解と計算コストを比較して,近似振動解析法の利点を明らかにした.
(2)音響パワーを目的関数とした最適解の実験検証
凹凸形状の寸法と位置を設計変数とし1次モードの音響パワーを最小とする最適化計算を行った.パンチ・ダイ機構を試作して,プレス加工により最適凹凸付加平板を試作し,実験振動モード解析および音響パワー測定を行った.単純平板の音響パワー測定結果と比較したところ,凹凸付加による固有振動数の増加に伴うモード減衰比の低下に起因して予測した低減量は確認できなかった.そのため,新たに比例粘性減衰の仮定を導入し,単純平板の実験振動モード解析結果から凹凸形状付加によるモード減衰比の変化を予測し,減衰を考慮した最適化を行った結果,1次モードの音響パワーを3.8dB低減させる最適解を得た.
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Research Products
(1 results)
