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ホップ分岐現象を考慮した気体潤滑軸受の設計法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K06128
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関関東学院大学

研究代表者

宮永 宜典  関東学院大学, 理工学部, 准教授 (00547060)

研究分担者 富岡 淳  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (40217526)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード気体軸受 / Hopf 分岐 / Hopf分岐 / ジャーナル軸受 / ホップ分岐 / 自励振動 / 安定性 / 超高速回転 / 気体潤滑ジャーナル軸受 / ホワール / 安定解析 / トライボロジー
研究成果の概要

本研究では、気体潤滑ジャーナル軸受のHopf分岐解析を安定解析問題に応用した.また,安定限界近傍における分岐の種類や周期解を求め,油膜の非線形性をより詳細にとらえた安定限界特性解析を行った.その結果,亜臨界分岐と呼ばれる領域では安定限界に達する前でも,振動振幅が周期解より大きくなった途端,振幅は急激に増加した.一方,超臨界分岐と呼ばれる領域では,安定限界速度以上でも,振幅は周期解に沿うように徐々に増加する現象が見られた.これらの結果は実験によっても確かめられた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

回転機械の回転軸を支持するジャーナル軸受は、回転数が大きくなると装置の破壊に至るほどの大きな振動を引き起こす。これを避けるような軸受設計法を確立するために、Hopf分岐と呼ばれる現象に注目した軸受解析および軸受試験を行い、その特徴を明らかにした。本研究により、より安全性の高い軸受設計法につながると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Experimental investigation of load carrying capacity and frictional torque of dimpled parallel thrust bearings2020

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Miyanaga, Terunao Kishida, Jun Tomioka
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      巻: 14 号: 3 ページ: JAMDSM0041-JAMDSM0041

    • DOI

      10.1299/jamdsm.2020jamdsm0041

    • NAID

      130007823103

    • ISSN
      1881-3054
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linear and Nonlinear Stability Analysis of Hydrodynamic Journal Bearings using Mass-Conservative Cavitation Model2019

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Miyanaga, Jun Tomioka
    • 雑誌名

      Jurnal Tribologi

      巻: 22 ページ: 61-73

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linear and Nonlinear Stability Analysis of Hydrodynamic Journal Bearings using Mass Conservative Cavitationa Model2019

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Miyanaga, Jun Tomioka,
    • 雑誌名

      Jurnal Tribologi

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calculation of Bearing Performance by using the Cavitation Algorithm2017

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Miyanaga, Jun Tomioka,
    • 雑誌名

      Proceedings of 4th International Conference on Design Engineering and Science

      巻: 4 ページ: 112-112

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ジャーナル軸受の安定解析に対するHopf分岐理論の応用2019

    • 著者名/発表者名
      宮永宜典,富岡淳
    • 学会等名
      設計工学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 溝回転へリングボーン動圧気体軸受の溝パラメータが潤滑特性に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      富岡淳,小林礼於,三保尚太,宮永宜典
    • 学会等名
      日本設計工学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 軸受系の傾斜角度が気体潤滑へリングボーンジャーナル軸受の潤滑特性に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      富岡淳,石川雄紀,湯川達人,宮永宜典
    • 学会等名
      日本設計工学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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