2013 Fiscal Year Annual Research Report
クラックの疲労進展も包含した回転軸系の振動解析モデルと振動診断・進展予測法の開発
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23560257
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
井上 剛志 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70273258)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神谷 恵輔 愛知工業大学, 工学部, 教授 (50242821)
石田 幸男 公益財団法人名古屋産業科学研究所, その他部局等, 研究員 (10092991)
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| Keywords | ロータクラック / 有限要素解析 / ブリージングクラックのモデル化 / 実験的検証 / 振動の理論解析 / クラックの位置と深さの影響 / 振動診断法 / アクティブ診断 |
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| Research Abstract |
《最終年度》新たにクラックロータの周波数伝達関数解析手法に取り組んだ．（１）まず，従来研究で報告されている軸受支持剛性が等方性の場合の周波数伝達関数を構築した．（２）実験装置は軸受支持剛性に異方性を有するので，理論を軸受支持剛性に異方性を有する場合に拡張した．クラックの係数励振効果と異方性の相乗効果を考慮してオーダー評価を用いて表す解析法を開発し，この解析手法を用いて実験結果のおおむね定量的な説明を達成した．
《期間全体を通じて》以下の3つの大きな課題を実施した．
［クラックロータの振動の理論解析手法の開発」異方性の支持特性を持つオープンクラック軸の振動について，回転速度を掃引した場合と外部から加振してその周波数を掃引するアクティブ診断の場合の周波数応答の理論解析手法を開発し，その結果を実験と比較して妥当性を明らかにした．さらに，周波数伝達関数を用いた解析手法も開発した．このようにクラックの検出に関し幅広く手法を開発することができた．
［ブリージングクラックモデルの構築］軸の回転に伴いクラックが開閉するブリージングクラックの理論モデルを開発した．また，疲労試験により軸にわずかなスリットから疲労亀裂を発生させ進展させる実験治具を製作し約2年かけて繰り返し実施した．まだその定量的な実験検証には至らなかったが，従来成果にない簡便でかつ定量的な振動診断に利用できるブリージングクラックモデルの構築ができた．
［ブリージングクラックロータの大規模非線形振動解析手法の開発］開発したブリージングクラックモデルを組み込んだ有限要素回転軸モデルを構築した．ブリージングクラックに起因する副共振点付近における振動を高速に数値計算できる数値解析コードの開発も達成した．このコードを用いることにより，ブリージングクラックの影響によって発生する振動の特性を明らかにし，それを用いたクラックの検出を可能とした．
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