2014 Fiscal Year Research-status Report
想定を超える地震動に対抗しうる構造制振システムの構築
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26420183
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
渡辺 亨 日本大学, 理工学部, 教授 (80265933)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 振動制御 / 構造制御 / 地震 / 減災 / 動吸振器 / 連結制振 / プロペラ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
まず「免振＋連結制振」においては，製作した実験装置と様々な地震波を用いた加振実験により，各種条件下での提案手法の有効性を評価ことができた．評価の過程で，連結要素の配置ならびにパラメータを様々に変更しての加振実験行い，（１）加速度応答と変位応答に対する抑制効果において，連結要素を配置位置に依存するトレードオフ特性が存在することを明らかにた。また，（２）制振効果と応力分散効果の間にトレードオフ関係が存在することを明らかにした。これらの発見により，提案システムの最適設計の有力な指針が得られた。
次に「ワイヤ動吸振器」においては，１方向加振に対する１次元実験装置を製作し，正弦波加振による（大振幅による非線形領域に入る状況での）周波数応答測定を行なった。これにより，提案するワイヤ動吸振器の大振幅領域での有効性が実験的に検証された。また，動吸振器パラメータを変えながら復元力の理論計算を行ない，ワイヤ長・付加質量と重錘の質量比・ワイヤ剛性などを変数として，動吸振器に必要な「制振対象構造物との同調」を実現するためのパラメータ設計論の検討を行なった。これにより，動吸振器設計のための知見を得ることができた。
また，「プロペラダンパ」においては，制振実験に利用可能な可変ピッチプロペラダンパ装置の開発を行い，設計・製作は予定通り完了し，低出力のモータを用いての推力測定を行い，理論計算とよく一致していることを確かめた。これにより，プロペラダンパの有効性を実証する一方，制御系設計のための動的モデルを得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
まず「免振＋連結制振」においては，初年度の目標は「理論計算により様々な地震波を用いた加振シミュレーションを行い，各種条件下での提案手法の有効性を評価する．評価の過程で提案システムの最適設計の指針を探求する．理論計算に平行してモデル実験装置を製作し，地震波加振実験により実環境下での有効性を検証する」であったが，シミュレーションの実施に手間取ったのに対し，実験装置の製作は予想以上に好調に進展し，結果的にシミュレーションの代りに実験装置を用いての有効性の検証が行えてしまった。すなわち（方法は当初予定とは異なるものの），当初計画で目指した目標はほぼ完全に達成することができた。
次に「ワイヤ動吸振器」においては，「実地震動を用いての性能評価」は達成できなかったが，逆に（当初計画では来年度に実施予定だった）実験装置の製作と，それを用いての原理的な有効性の実験的検証が前倒しで達成された。
また，「プロペラダンパ」の目標「制振実験に利用可能な可変ピッチプロペラダンパ装置を製作する」も製作は完全に終了した。以上より，多少の内容変更はあったものの，おおむね予定通りに研究計画を達成できたと評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
「免振＋連結制振」においては，実験装置の製作とこれを用いての加振実験が成功したので，当初計画では「シミュレーション主体」であった予定を変更し，実験的検討により重点を置くようにする。「ワイヤ動吸振器」においては逆に，実験装置の制約（加振台の能力不足）が予想以上に大きいことが判明したので，逆に実験的検討から理論的検討に重点を移す。また，「プロペラダンパ」においては，大出力のモータを用いての出力測定において不可解な結果（異様な推力低下）が示されたので，その原因の究明と対策にまずは全力を挙げる。
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| Causes of Carryover |
実験装置を製作した際，発注先として本学学内に設置されている「工作技術センター」に製作を委託する予定であったが，（同センターは『日本大学』内に設置されているので，同センターへの支払いは）内部取引と見なされ支出できない，という会計担当者の指摘を受け，その分の支出は科学研究費外の予算を使用したため，支出額が見かけ上減少したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度分の物品費に当該の「次年度使用額」をそのまま繰越しの上，実験装置の製作・改良費用に充当する。
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