2022 Fiscal Year Research-status Report
空気流入による減衰力可変型粒状体ダンパーに関する研究
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20K04372
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| Research Institution | Toba National College of Maritime Technology |
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Principal Investigator |
林 浩一 鳥羽商船高等専門学校, その他部局等, 教授 (30613947)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ダンパー / 粒状体 / 減衰力 / 制振特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和3年度には，シリンダー内に充填した粒状体の中でピストンを動かす際に，粒状体に発生する流動抵抗力を減衰力として用いるダンパー（以下「粒状体ダンパー」と記す）を水平方向に設置し，粒状体充てん部に圧縮空気を流入させた場合に，流入空気量に応じて粒状体ダンパーの減衰力特性が変化することを確認している．それを受けて令和4年度は粒状体ダンパーを，減衰力特性を確認した条件と同様に水平方向に変位するように組み込んだ1自由度振動系の基礎部に正弦状の強制変位を与え，粒状体ダンパーに流入させる空気流量が，振動系の制振特性に及ぼす影響を実験的に調べた．
実験は粒状体ダンパーに直径が 1.4～1.6 mmのジルコニア球を充てん率0.55で充てんし，加振周波数を1～10 Hz，空気流量を 0～40 L/min の範囲で変えた条件下で行った．その結果加振周波数が比較的低い領域では空気流量条件にかかわらず，振動系の振幅はほぼ基礎部の振幅と等しくなっているが，加振周波数が系の共振周波数に近づくと，空気流量が小さいほど低い加振周波数から急激に振幅が大きくなることが確認された．一方で共振点を超える周波数領域では，空気流量が0以外の場合には，空気流量が0の場合よりも明らかに振動系の振幅が小さくなる現象が確認できたが，空気流量の違いによる段階的な振幅の変化は見られなかった．以上の結果から粒状体ダンパを水平方向に設置した場合には，空気流入による制振特性のコントロールは難しいことが明らかになったと考えられるため，今後は粒状体ダンパを鉛直方向に設置した場合において，粒状体ダンパへの流入空気流量が減衰力特性と制振特性に及ぼす影響を調べていく計画としている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
粒状体ダンパを水平方向に設置した場合，流入空気流量を変えることにより減衰力特性が変化することが確認できていたことから，空気流量により制振特性をコントロールできると予測していた．しかしこれまでの実験条件においては制振特性のコントロールは難しいことが確認できたため，改めてこれまでとは異なり，粒状体ダンパを鉛直方向に設置した条件での実験を行うように計画を変更した．それにより新たに実験装置の製作等を行う必要が生じ，そのため当初の予定よりも遅れている．
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| Strategy for Future Research Activity |
実験計画を変更したことにより計画になかった新たな実験装置の製作を行う必要が生じた．それに時間と予算が必要になることが研究を遂行する上での課題となっている．そこで実験装置の製作は積極的に外注することで時間の短縮を図るとともに，当初計画していた研究計画を見直し，実験に予算を集中させることで，研究を推進していく予定としている．
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| Causes of Carryover |
研究の過程で明らかになった事象に基づき，条件を変えて実験をやり直すように研究計画を変更した．そのため研究が大幅に遅れている状況にあったため，令和5年度までの科学研究費助成事業（学術研究助成基金助成金）補助事業期間延長を申請し承認された．令和5年度は計画変更により新たに必要となる実験装置製作費用や，研究成果発表に関する費用として予算を使用する予定である．
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