2015 Fiscal Year Research-status Report
マルチボディ・有限要素の統合モデル化に基づくクラックのインテリジェント検出
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15K17995
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
安藝 雅彦 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60560480)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ロータダイナミクス / マルチボディダイナミクス / 有限要素法 / 機械力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
長期間運転する回転機械では疲労によるクラック発生は宿命的であり，早期クラック検知は重要な課題である．現在クラックのオンライン推定は行われているが，クラックの有無の判別のみであり，クラック位置と深さまで検知することは困難である．
クラックロータの動的挙動は複雑であるが，マルチボディダイナミクスを活用することで簡易かつ高精度な動的挙動の予測が可能である．本研究では，簡易にクラックロータの動解析を実施するためにマルチボディモデルと有限要素モデルを組み合わせた統合モデルを提案することが目的である．これを実現するために，以下課題Ⅰ～Ⅳを設定した．課題Ⅰ「柔軟MBDを活用したクラックモデルの構築」，課題Ⅱ「クラックロータの製作および回転実験」，課題Ⅲ「提案モデルを用いた疲労進展解析手法の開発」，課題Ⅳ「提案モデルを用いたクラック検出手法の構築」
これらの課題の中で平成27年度は課題Ⅰと課題Ⅱを実施した．まず課題Ⅰとして，統合モデルを評価するための規範モデルとして，クラックロータの動特性を表現しうる伝達関数表現を構築した．この伝達関数表現は統合モデルの比較対象として有用なものである．つぎに課題Ⅱとして，模擬クラック軸を作成した．この模擬クラック軸を用いて，クラックロータ系の回転実験を実施した．回転実験は軸を加振しながら実施し，軸にオープンクラックがある場合の振動変位を計測した．この計測結果より，振動変位にオープンクラックの影響が生じるには，現在の実験装置で用いている変位計よりも精度の高いセンサを利用しなければならないことがわかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
オープンクラック軸の振動に関する伝達関数表現を構築したが，オープンクラック軸のマルチボディ・有限要素統合モデルは現在構築中である．これは伝達関数表現の構築に時間を要したためである．
また模擬クラック軸を作成し，この模擬クラック軸を用いて，クラックロータ系の回転実験を実施した．しかし，当初の見込みよりオープンクラックによる振動の影響が小さく出ており，実験装置の再検討が必要である．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度はオープンクラック軸のマルチボディ・有限要素統合モデルの構築に注力する．
また，実験装置を再検討し，実験データを取得することで，機械学習の教師データを取得する．
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| Causes of Carryover |
現在構築中であるオープンクラック軸のマルチボディ・有限要素統合モデルを構築するため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
マルチボディ・有限要素統合モデルを構築するにあたり，シミュレーション計算に必要なソフトウェアとコンピュータの購入に使用する．
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