| 研究概要 |
耐電磁力構造の設計法の確立を目指した基礎研究の一環として本研究では電磁弾性座屈に関する非線形解析ならびに実験を行なった.従来の研究は構造物の変形に対する弾性力や電磁力の非線形成分を無視した線形理論による解析であり,座屈後の挙動を明らかにした研究はこれまでなかった.そこでまず簡単な電磁力を受ける梁モデルを導入し,電磁弾性座屈後の挙動すなわち座屈後に安定な定常状態が存在するか,存在するとすればその大きさはどのような物理パラメータによって決定されるかを明らかにした.さらに電磁弾性座屈の安定化制御法を提案しその適用限界をしめすとともに,シミュレーションによってその妥当性を確かめた.最終年度の目標は,実験の行ないながら新しい非線形現象を見い出すことであったが,簡単な二リンクモデルに生じる電磁弾性座屈現象を通して,クーロン摩擦に起因した新しい非線形現象を見い出すことができた.以下,電磁弾性座屈に対するクーロン摩擦の影響について本研究で明らかにされた成果を具体的に示す.電磁力とばね力を受ける二リンクモデルを導入し(このとき電磁力はこのシステムを不安定化させ,一方ばね力は安定化させるように働く),このモデルに生じる電磁弾性座屈についてクーロン摩擦力の影響を明らかにした.クーロン摩擦が存在する時,座屈前においてもリンクの安定な平衡状態はある領域のなかで無限に存在し,初期状態がその領域内にありかつ初速度が0の場合は,初期状態のまま静止し続けることを理論的に示した.またこの領域は座屈状態に近くなるにつれて広がることを線形理論による解析並びに実験により示した.さらに非線形解析を行ない非自明な平衡状態のまわりにも安定平衡状態の存在する領域があることを明らかにし実験によって確かめた.
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