2018 Fiscal Year Annual Research Report
Validation of Damping Performance of Granular Damper with Elementary Analytical Model and Design of Capsule-type Dampers for Vertical Vibration
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15K05882
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| Research Institution | Kitakyushu National College of Technology |
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Principal Investigator |
井上 昌信 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 教授 (70253549)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平木 講儒 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (40249933)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ダンピング / １自由度振動系 / 粒状体ダンパ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
垂直振動系の制振を目的として，振動体内部の空洞に粒状体を封入した「粒状体ダンパ」の減衰効果の予測手法について，これまでより「封入した粒子群を反発係数が零の単体とみなした近似解析法」を提案してきた．粒状体ダンパの実利用を考えたとき，制振対象物の内部に適当な空洞があればそれを利用するのが良いが，都合よく空間を確保することは困難であることが多い．
本研究では，従来同様１自由度垂直振動系を対象とし，制振対象物体内部の空洞部ではなく外部に粒子を封入したカプセルを貼付する方法の検討を行った．この方法では，振動体質量や加振レベルに応じて，カプセル数の増減により粒状体質量を容易に調整できる利点も有する．カプセルは異なるサイズの物を3Dプリンタで製作し，カプセル容積に対する充填率の違いによる制振効果の比較を行った．
その結果，封入粒子とカプセル上面との間にほとんど隙間のない所謂「すり切り」状態で封入したところ，粒状体個々がエネルギ消費のための運動ができず，制振対象の系に対し付加質量と同等になったため，制振効果は確認できなかった．しかし同一封入量，同一加振条件において，カプセルの高さを少し大きくし，上部に封入粒子径換算で約2層程度の隙間があるものに変更するだけで，共振点付近で粒状体が運動できるようになり，振動体内部の空洞に封入した場合と同様の制振効果が認められ，カプセル型であっても有効であることが確認できた．一方，上部空隙を7層程度まで大きくすると，加振レベルが大きい場合には粒状体が一体運動せず，特に封入質量比が5%程度では消費エネルギが少なく，粒状体が飛び散り，加えて隙間が広いことから粒状体一個一個の飛翔距離が延び，衝突回数減などから結果として制振効果の減少，あるいは認められないことが分かった．
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