2017 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation on the damping force properties of the damper using elastomer particles
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15K05862
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
井門 康司 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40221775)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ダンパー / 粒状体 / エラストマー粒子 / 減衰力 / 減衰トルク / 充填率 / 個別要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
回転振動を抑制する回転型粒状体ダンパーを試作し，その基本的な減衰トルク特性を実験および数値解析により明らかにした．入力回転速度，ダンパー容器内への粒子充填率および粒子の硬さが増加すると，発生する減衰トルクが増加する．回転型粒状体ダンパーは基本的に容器と回転子からなり，発生する減衰トルクは回転子の形状に強く依存する．回転子として同じ断面積を有する円形，正方形，長方形，六角形の回転子を作製し，それぞれの回転子により発生する減衰トルクを実験的に明らかにした．その結果，回転速度や粒子充填率などの他の条件が統一である場合，長方形回転子続いて正方形回転子，六角形回転子，円形回転子を用いた場合の順に減衰トルクが大きいことがわかった．いずれの回転子形状の場合でも，回転速度を大きくしていくと，減衰トルクは低回転速度域では急激に大きくなり，10～20rpmを越えると回転周波数の上昇とともに緩やかに減衰トルクは上昇する．正方形回転子を用いた場合，粒子充填率70%，回転速度50rpmでは4Nmを越える減衰トルクが得られた．アクリル製容器を用いた内部粒子挙動の可視化実験を行うとともに，個別要素法を用いた数値解析を行った結果，容器内部でのエラストマー粒子の挙動が明らかになるとともに，粒子同士や粒子と容器・回転子との間に作用する摩擦力や弾性反発力が減衰トルクの主たる生成要因であることが明らかになった．粒子充填率60%，回転速度30rpmの場合，円形回転子や六角形回転子の場合には容器壁面近傍の粒子に動きはほとんど見られないが，正方形回転子や長方形回転子の場合には容器壁面近傍の粒子も活発に移動しており，これが大きな減衰トルク発生の要因となっていることが明らかになった．
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