2012 Fiscal Year Annual Research Report
三次元動的シミュレーション解析に基づく除雪機械の安全防護システムの探求
| Project/Area Number |
22651063
|
|---|
| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
|---|
Principal Investigator |
阿部 雅二朗 長岡技術科学大学, その他の研究科, 教授 (60212552)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仲川 力 舞鶴工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (70249811)
藤野 俊和 長岡技術科学大学, 工学部, 助教 (70508514)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
|
| Keywords | 建設機械 / 雪氷 / 機械力学・制御 / シミュレーション工学 / 安全防護 |
|---|
| Research Abstract |
本研究の目的は、除雪機械の安全性を合理的に革新するため、機械と雪よりなる力学系を高精度に解析できる「三次元動的シミュレーション解析方法」を構築すること、構築した方法による数値解析に除雪時動特性の実験解析を併用して総合考察し雪中異物検知システムをはじめ安全防護システムの確立に先鞭をつけることである。雪中異物検知では、ロータリ除雪機械が発信する圧力波を活用する独創的な方法を探求する。本年度は以下を実施し成果は公表した。
(1)開発し高度化してきた動的シミュレーション解析方法による解析を、除雪時動特性の実験解析結果により検証し、「解析精度向上」及び「解析時間短縮」のための改良を進めた。実際の除雪状況に近い条件下で実施する雪と機械材料間等のせん断特性等実験解析より、雪の各種物性値を得て用い解析精度を向上させた。さらに、高度化した解析方法に実験解析を併用して総合考察し、以下に述べる「除雪機械の安全防護システム」を探求した。
(2)ロータリ除雪機械による実験解析を、動的シミュレーション解析の設定環境と同等条件下にて実施した。除雪機械と雪中障害物間の圧力波の伝播特性、オーガ・ブロワ回転軸トルクを解析した。さらに、除雪装置との三次元動的相互作用により生み出される雪の高速流動特性を、高速度ビデオカメラを用い解析した。得られる圧力及びトルクという力情報と動画情報を統合解析し、圧力の伝播特性やトルク変動特性と雪の高速流動特性との相関性を考察し、力情報による雪中異物検知システムの実現可能性を示した。
(3)実用性が高い安全防護方法として、危険源であるロータリオーガ部への安全防護ガードを考案試作し、その有用性を検証した。構築方法による動的シミュレーション解析と実験解析より、同ガードにて安全防護性能と除雪性能を両立できる可能性を示すとともに力情報による障害物検知機能も搭載する安全防護システムを提案した。
|
| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Research Products
(3 results)
