高速高精度振動解析のためのアルゴリズムの開発

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63550190
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 末岡 淳男 九州大学, 工学部, 教授 (80038083)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡部 匡 九州大学, 工学部, 助手 (00185464) ; 綾部 隆 九州大学, 工学部, 助手 (50127958) ; 田村 英之 九州大学, 工学部, 教授 (20037724)
• Keywords: 数値解析 / 振動解析 / 動的影響係数 / 伝達マトリックス法 / 伝達影響係数法 / 層状構造物 / パーソナルコンピュータ

Research Abstract

直線状多層構造物および円板多層構造物の曲げ自由振動解析(固有振動数、固有モード)を研究者らの開発した伝達影響係数法を用いて行った。その結果は次のようにまとめられる。
1.伝達影響係数法は、構造物の中間に硬い連成弾性支持が多数配置されていても、ばね定数に適当な値を代入するだけで極めて容易かつ高精度に計算される。この点は伝達マトリックス法の欠点を完全に克服することができた。
2.構造物が集中系または分布系でモデル化されたとしても、上記1.の伝達影響係数法の長所は本質的に不変である。
3.伝達影響係数法は伝達マトリックス法に比べ、計算精度の面で断然すぐれている。すなわち、硬い弾性支持および高次の固有振動数の計算において、全く問題なく計算が遂行される。
4.計算速度の面においても、伝達影響係数法は伝達マトリックス法に比べ、数倍の速度を有しており、パーソナルコンピュータによる構造解析への明るい見通しを与えてくれた。
5.各層の長さが極端に異なる場合の効率的な計算方法として、左側から右側への逐次計算に加え、右側から左側への逐次計算アルゴリズムを追加することにより、区分合成法的な概念を導入することができ、計算速度の更なる高速化が図られた。
また、分岐を有する配管系の縦方向および曲げ連成二次元振動解析のアルゴリズムを開発し、数値計算を行って、伝達影響係数の利点を明かにすることができた。この概念はそのまま、縦方向、ねじり、曲げ連成三次元振動解析に拡張することができ、また、ロボットアームなどの折れ曲がり系の振動解析手法としても、高速高精度に適用できることが判明した。

Research Products

• [Publications] 末岡淳男: 日本機械学会論文集(C編). 54. 1724-1731 (1988)
• [Publications] 末岡淳男: 日本機械学会論文集(C編). 54. 1732-1739 (1988)
• [Publications] 近藤孝広: 福岡工業大学エレクトロニクス研究所所報. 5. 45-53 (1988)
• [Publications] 近藤孝広: Proceedings of the 37th Japan National Congress for Applied Mechanics,1987. 37. (1989)
• [Publications] 末岡淳男: JSME International Journal,Ser.III. 32. (1989)
• [Publications] 文徳弘: ASME 1989 Pressure Vessel and Piping Conference. (1989)
• [Publications] 近藤孝広: 日本機械学会論文集(C編). 55. (1989)
• [Publications] 末岡淳男: 日本機械学会論文集(C編). 55. (1989)