2005 Fiscal Year Annual Research Report
水平地動を受ける水の入った円筒タンクにおける非線形振動応答の研究
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16560506
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
皆川 洋一 鹿児島大学, 工学部, 教授 (30128459)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 憲司 鹿児島大学, 工学部, 助手 (70311884)
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| Keywords | 円筒タンクの振動 / 高次振動モード / 非線形振動応答 / 分数調波振動 / 高調波振動応答 / オバリングモード / 動的連成振動 / 水平振動実験 |
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| Research Abstract |
水の入った円筒タンクを水平振動台に設置して、正弦波を作用させると、ある領域で外力振動の1/2倍、および1/3倍を有する強烈な振動応答が分岐することが知られている。この振動の発生のメカニズムを検討するための実験的な研究を遂行している。
円筒タンク供試体(直径84mm、高さ200mm)を、正弦波を作用させた水平振動台の上に設置し、3個のパラメータ水高(0mm-190mmまでおおよそ20mmで変化)、振動台の外力振動数(30Hz-720Hz)、および加速度(0.5g、1.5g、2.0g)を変化させた実験を行い、応答を測定した。応答を分析し、円筒の周方向のフーリエ級数展開次数0-7波までの振動モードと外力振動数の応答曲線を描いた。振動の成分は外力振動数と同一の振動数を有する基本振動成分、外力振動数の1/3倍、1/2倍の振動数を有する分数調波振動、および外力振動数の3倍、2倍の振動数を有する高調波振動に分析し、それぞれの振動数に対応する各展開次数の応答曲線に分解した。従来、利用していた測定システムはAD変換ボードの変換速度が遅かったので、外力振動数が510Hz程度までしか測定ができなかった。新しい測定システムを利用して、外力振動数500-550Hzの下で、円筒シェルの周方向に17枚のひずみゲージを貼付し、周方向のフーリエ展開次数N=8を有する振動モードが関係する分数調波振動の分岐の生起を今年度の研究で初めて計測した。既往の実験応答と照合して、分数調波振動が生起する要因が一段と明確になってきた。しかしながら、今年度の供試体において、この展開次数N=8を有する振動モードが関係するものと思われる分数調波振動が生起する不安定領域は顕著ではなかったようである。新しい供試体を作製して、さらに実験を遂行する必要があると判断している。
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