2007 Fiscal Year Annual Research Report
大規模非線形系に対する高性能振動解析システムおよび最適モデルの実験の推定法の開発
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19360109
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
近藤 孝広 Kyushu University, 大学院・工学研究院, 教授 (80136522)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松崎 健一郎 九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (80264068)
宗和 伸行 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (40304753)
盆子原 康博 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (10294886)
佐々木 卓実 北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (80343432)
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| Keywords | 機械力学・制御 / 振動解析 / 非線形振動 / 安定解析 / モード解析 / 計算機援用解析 / 大規模系 / 低次元化法 |
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| Research Abstract |
省エネ化・省資源化の実現に向けた限界設計の追求という最近の技術動向のもとで,設計段階における振動解析の必要性と重要性がより一層増大している.限界設計の実現のためには,より精密で実機に近い大規模自由度モデルに対する高精度の解析が不可欠である.しかしながら,現在のところ,システム内に不可避的に含まれる多種多様な非線形性をも考慮できるような実用的な振動解析システムは皆無に等しい.そこで本年度は,大規模非線形系に対する高性能な振動解析手法となる可能性の高い拘束モードを利用する低次元化法を発展させ,いくつかの具体例に適用してその有効性を検証した.実施項目は次の通りである.
1.本手法の根幹である低次元化法を一部見直し,近似解計算・安定判別の両面で,従来よりも高精度の低次元化法を開発した.また,周波数応答解析において,低次元モデルの精度に対する影響の大きなモード座標を適切に選択する手法を開発した.これにより,本低次元化法の信頼性と計算能率の向上を実現することができた.
2.機能的には,安定判別を含む定常周期振動の周波数応答解析および過渡応答解析を可能にした.また,定常周期振動に対しては,主共振だけでなく分数調波共振の解析をも可能にした.
3.非線形特性については,連続非線形性だけでなく,機械システムにしばしば現れる局所的に強い非線形性の代表例であるガタの取扱いを可能にした.
4.上記の理論的検討に基づき.汎用性と拡張性の高い振動解析システムの実現を目指して.多種多様な解析モデルに適用可能な共通性の高いメインプログラムを作成した.また.具体的な適用例として,非線形支持されたはり構造物の曲げ振動および非線形軸受で支持された回転軸のふれ回り振動を取扱った.
以上の成果により,局所的に強い非線形性を有する大規模系への本低次元化法の適用範囲が拡大するとともに,計算コストの大幅な低減が実現された.
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