2013 Fiscal Year Annual Research Report
重力場における衝突利用機械に発生する低周波振動のメカニズム解明
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24760181
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
森 博輝 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (50451737)
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| Keywords | 振動機械 / 衝突 / 低周波振動 / 異常振動 |
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| Research Abstract |
本研究課題の目的は，振動ふるいをはじめとする衝突利用機械で発生する有害な低周波振動の発生メカニズムを解明することである．本研究期間内に，主要なパラメータが低周波振動発生の有無および特性に与える影響を調べ，理論解析で得られた結果と併せてメカニズムについて検討した．
まず，回転おもりによる周期加振力を受ける１自由度ばね質点系の上に緩衝材ゴムを介して質量が置かれた２自由度衝突振動系（以下，下側の質量を下質量と呼び，下質量に置かれた質量を上質量と呼ぶ）の装置を用いて実験を行った．その結果，加振振動数あるいは回転おもり質量が大きいと低周波振動が発生することがわかった．これは「加振力振幅が大きい範囲で低周波振動が発生する」ことを意味している．さらに，硬さの異なる２種類の緩衝材ゴムを用いて実験を行い，両質量間の反発係数が低周波振動の特性に与える影響について実験的に調べた．実験結果より，反発係数の低い緩衝材ゴムでは発生する低周波振動成分の振幅がほぼ一定になったのに対し，反発係数の高い緩衝材ゴムでは低周波振動成分の振幅が時間的に大きく変動した．これより，両質量間の反発係数は低周波振動の振幅変動に影響を与えると考えられる．
また，過去に実施した理論解析から，系全体の重心変位の位相と両質量間の相対変位の位相の関係が振動のメカニズムにとって重要である可能性が高いことが示唆されていた．本研究期間内にこの位相関係について検証実験を行い，理論解析の妥当性を確認した．これらの結果から，低周波振動成分によって重心が上昇しているときに上質量が下質量から高く飛び跳ね，重心が下降しているときに低く飛び跳ねる位相関係が振動発生のメカニズムと考えられる．
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