2018 Fiscal Year Research-status Report
構造音響連成系の過渡応答を利用した有限要素モデルと実物の乖離要因の特定法の開発
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18K04018
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
古屋 耕平 岐阜大学, 工学部, 准教授 (40580056)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 過渡応答 / 相互平均コンプライアンス / 構造音響連成系 / 有限要素モデル / モデル精度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，設計の効率化からモデルベース開発と呼ばれる設計法が利用されている．本研究では，構造系と音響系が連成し，かつ多数の部品からなる系の振動騒音特性を予測する有限要素モデルの精度向上を目的に，過渡応答を利用してモデルと実物の乖離の原因（乖離要因）を特定する方法を開発する．本研究は，乖離要因の特定に過渡応答を利用する点，過渡応答に含まれる各部品の寄与を時間領域の相互平均コンプライアンスで評価する点が従来法と異なる点である．
従来法は，駆動点FRF（Frequency Response Function）など，周波数領域の応答を利用してモデルと実物の乖離要因を特定している．FRFは，加振から振動が収束するまでの時刻暦応答をフーリエ変換したものである．ある部品を加振したとき，励起された振動は，加振した部品から構造物全体へ波動として伝播する．そして部品の結合部など不連続部で反射，透過を繰り返し，その一部が応答点へ戻ってくる．そのため，加振から振動が収束するまでの時刻暦応答をフーリエ変換したFRFには，構造物全体の影響が含まれる．一方，加振直後の時刻暦応答（過渡応答）には，加振した部品やその近傍の部品の影響のみが表れる．その特徴から，従来法と比較して乖離要因を効率的に特定できることを明らかにする．
H30年度は複数のはりをボルト締結した構造系を対象に，乖離要因を特定可能か検証した．乖離要因として構造物を支持する境界条件を，モデルでは自由，実物ではゴムで支持した．検証の結果，駆動点過渡応答，および時間領域の相互平均コンプライアンスを利用することで，従来の方法では困難な局所的な特性の違いを定量的に把握できることを示した．また音響系単体を対象にした乖離要因の特定の基礎検討も行い，音響系を対象にした場合でも過渡応答を利用することで乖離要因を特定できることを示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画ではH30年度に構造系単体，H31年度に音響系単体の乖離要因を特定することを目標としていたが，H30年度中に音響系の基礎検討も実施できたため，おおむね順調に進展していると判断した．ただし，音響系の基礎検討の結果，実験計測の観点から，構造系と比較して音響系の乖離要因の特定が困難な場合があることが判明しており，H31年度は引き続き音響系単体の乖離要因の特定の検証に注力する．
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| Strategy for Future Research Activity |
H31年度は音響系単体の乖離要因の特定の検証に注力する．現状の課題は，音響系剛体モードの取り扱い，および，SN比の改善と考えている．音響系剛体モードについてはモデルと実験の境界条件の差の確認，SN比の改善については音響加振器による加振方法を工夫する．
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Research Products
(2 results)
