2014 Fiscal Year Research-status Report
機能性ゲルを用いた自己センシング制振と精密機器への応用に関する研究
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25420207
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
渋谷 嗣 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00154261)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 機能性ゲル / 粘弾性体 / Fractional Calculas / 周波数応答 / 非線形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度は主に機能性ゲルのFractional Calculusを用いたモデル化を行った。特に，磁場に応答する機能性ゲルは磁場の強さによって応答の非線形が大きくなることが明らかになり，非線形性を考慮した同定法の確立が必要であることがわかった。そこで，機能性ゲルの周波数応答における複雑な非線形挙動を同定するために調和関数の分数階微分(Fractional Derivative)や分数階積分(Fractional Integral)について，Riemann-Liouvilleの定式に基づき，その微分積分を取り扱った。
周波数特性の同定における調和関数の分数階微分と分数階積分の数値計算を容易にするために，周波数応答が長時間解に相当することに着目し，定常的な調和関数の分数階微分と分数階積分を高精度に近似評価できることを数式処理ソフトを援用して見出した。
このような，調和関数の分数階微分と分数階積分の高精度な近似評価を用いて，磁場に応答する機能性ゲルの周波数依存性のある非線形な周波数応答特性をFractiona Calculusを用いた高次のばね要素と減衰要素からなる非線形モデルを用いた同定を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
周波数依存性のある機能性ゲルの非線形特性を同定するために，Fractional Calculusに基づく調和関数の微分および積分について高精度な近似評価法を明らかにした。このことにより，非線形を考慮した複雑なモデル構成と機能性ゲルの同定や精密アクチュエータの制振設計に対する取り扱いが容易になっり，さらに研究の進展が期待できるようになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度は最終年度であるので，種々の機能性を有するゲルの自己センシング機能の可能性について調査し，自己センシング制振を適用したアクチュエータの新しい展開を探索する。
自己センシング機能を含めて，アクチュエータのアクティブ， セミアクティブダンパとして利用可能性と，高速・ 高精度に動作させる圧電アクチュエータのセンシングと動的安定化のための適用可能性とその設計法について検討する。
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| Causes of Carryover |
平成26年度は当初の計画のように理論解析を中心としてた研究が順調に進んだため，予備実験として考えていた部分が使用されなかった。平成27年度は，新たな機能性材料の調査を行い，自己センシングの可能性を調べるために実験および実験装置の製作が必要になる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験装置の製作や実験資材の購入費用として使用する。
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