2014 Fiscal Year Annual Research Report
大形テンタゲートの長期的安全運転のための動的不安定対策
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24560270
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| Research Institution | Ashikaga Institute of Technology |
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Principal Investigator |
阿南 景子 足利工業大学, 工学部, 准教授 (30346077)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 徳章 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (40098083)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 機械力学 / 流体関連振動 / 自励振動 / 振動特性 / 動的安全性 / 安全対策 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大形テンタゲート式水門の崩壊事故を二度と繰り返さないために、本質的に動的不安定特性を有するテンタゲートに対して長期的な安全運転のための具体策を提示するために、以下の研究を行った。
(1) 動的不安定性の理論解析：これまでの振動実地調査によって得られた固有振動特性に基づいた理論解析により、ゲートの動的安定・不安定を再確認した。動的に不安定であることが明らかになったテンタゲート、および、摩擦によって見かけ上の動的安定が保たれているテンタゲートについて、実測された減衰比のデータを用い、摩擦の閾値を越えて自励振動が発生する初期変位量を算定した。また、動的に安定であることが確認されたゲートについては、微小開度放水時の安全性の確認も行い、運転条件の拡充を行った。
(2) 動的不安定に対する対策の検討：発生し得る動的不安定に対する長期的な安全対策手法について検討を行った。減衰器の設置や質量の付加・除去、スキンプレート構造の補強等を提案した。理論解析とFEM解析を併用し、ゲートのどの部分に減衰器を取り付けるべきか、または補強すべきかについてもいくつかの提案を行った。実用テンタゲートへの適用は実現できなかったが、今後、さらに検討を進めることにより、最も効率的な安全対策を行うことが可能となる。
(3) 大形および中形の三次元モデルゲートを用いた実験：検討した動的不安定に対する対策について、大形と中形のテンタゲートの三次元モデルを用いた実験を実施した。主に、ゲートを巻き上げるワイヤーのばね定数を変更することで安全性を確保する方法について検討した。
(4) 実用テンタゲートの動的安全性確認：実用テンタゲートの振動実地調査を実施した。実験結果とそれを考慮した理論解析の結果、対象ゲートはすべての運転条件下で動的に安定であることが確認できた。
(5) 研究成果の発表：モデル実験で得られた成果を国内外で発表した。
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