2014 Fiscal Year Annual Research Report
自励振動に対する動吸振器の動作原理の解明と合理的な最適設計法の開発
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24360091
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
近藤 孝広 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80136522)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松崎 健一郎 鹿児島大学, 理工学研究科, 教授 (80264068)
石川 諭 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60612124)
宗和 伸行 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40304753)
盆子原 康博 宮崎大学, 工学部, 准教授 (10294886)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 機械力学・制御 / 自励振動 / 動吸振器 / 安定解析 / 時間遅れ系 / 係数励振 / 非対称行列 / 負性抵抗 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で開発した複素固有モードを基盤とするモード分離法では，質量行列および剛性行列だけでなく減衰行列をも同時に対角化した上で，運動方程式をモード毎に実数型の2階の常微分方程式に変換できる．したがって，高精度な安定解析とエネルギー論的検討が可能となる．本年度は，時間遅れ系および係数励振系に加えて，非対称行列系および負性抵抗系にも本手法を適用し，以下の結果を得た．
1．係数励振系：動吸振器によって系が安定化する動作原理を，(i)支点が上下する剛体振り子と(ii)軸力が変動する梁の横振動を対象とした系に対して，エネルギー的観点から検討した．その結果，動吸振器の設置に伴うモード形状変化が不安定化エネルギーの低減と消費エネルギーの増加をもたらすことが主な動作原理であることが明らかになった．また，この原理に基づいて(i)と(ii)のモデル別に異なる最適設計法を示した．
2．非対称行列系：ディスクブレーキの鳴きを想定した系にモード分離法を適用することによって，モード間の連成項の非対称性を高精度に評価することが可能となった．また，動吸振器の動作原理をエネルギー的観点から解明した．
3．負性抵抗系： ギャロッピング現象に対する動吸振器の動作原理を，モード分離法を利用してエネルギー的観点から詳細に検討した．その結果，1の係数励振系とほぼ同様の結果が得られた．
4．時間遅れ系：産業界で広く用いられている接触回転系を対象として，ロールの直径比の変更による安定性向上の検討を行った．直径比が異なる場合，安定解析の計算手続きが煩雑となる点が問題であったが，モード分離法の適用に加えて特性根の逐次計算法を開発することによって，計算効率を劇的に改善することができた．
以上より，線形不安定振動に起因する自励振動全般に対して高効率かつ高精度な安定解析が可能となり，動吸振器の動作原理の解明および最適設計法の確立が実現した．
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(10 results)
