2017 Fiscal Year Annual Research Report

High accuracy identification of external and transferred force to generate comfortable environment

Research Project

Project/Area Number	15K05863
Research Institution	Toyohashi University of Technology
Principal Investigator	河村庄造豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00204777)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords	外力同定 / 内力同定 / 逆問題 / 適切化 / 伝達経路解析 / 反共振点
Outline of Annual Research Achievements	本研究は，振動・騒音の源である「力の同定」を行うものである．具体的には作用外力の同定と伝達内力の同定を考える．平成27年度は，作用外力の同定に関して，理論構築と比較単純な数値例による検証を行った．構築した手法は，外力の作用位置が未知の場合に，質量が既知の重りを付加して応答を測定し，独立した方程式を増やすと共に，係数マトリックスの小さな特異値を打ち切って逆問題を適切化するものである．また減衰特性や，ガタに起因する非線形特性を正確に把握する手法も確立した．内力同定に関しては，伝達経路解析において，内力の伝達経路を見落とした場合に，正しく経路が設定されていないことを検証するための方法を提案し，数値例によって妥当性を確認した．平成28年度は，作用外力の同定に関し，単純な構造物を対象とした実験を行った．加振方法として，導電型加振器と対象物の間に柔らかい部材を挟み込む方法を確立し，周波数応答関数の測定を行った．内力同定に関しては，複数の平板の何カ所かを弾性支持して結合した構造物を構築し，平成27年度の数値シミュレーションで見いだした，経路見落としの検証方法が採用できるかどうかを確認した．その結果，提案手法によって検証ができる場合と，検証が困難な場合があることがわかった．平成29年度は，作用外力の同定を中心に行った．加振方法をさらに改良し，電磁石による非接触加振を採用した．そのためロードセルで直接外力を測定して検証することはできないが，分布外力を自然に作用させることができた．その結果，提案手法で分布外力が妥当な精度で同定できることが確認できた．本研究では，作用外力の同定に関して，新しい手法の提案と実験による適用性の検証，伝達内力の同定に関して，伝達経路の見落としを発見できる手法を提案すると共に，実験によって適用性の検証を行った．いずれの課題も当初の目的を達成することができた．