| 研究概要 |
高速搬送される柔軟体の挙動解明のために,Absolute nodal coordinate formulationを用いてモデル化し,ローラと柔軟体の接触を拘束方程式で記述した運動方程式の構築を行った.MATLAB上でプログラム化して,一定速度で搬送される場合と周期的に往復動する場合について数値シミュレーションを行った.その結果,一定速度で搬送される場合には,搬送速度が速くなるとダイバージェンス型の不安定が生じ,周期的に往復動する場合には,柔軟体の曲げ1次固有振動数の2倍の振動数で駆動することによりパラメトリック共振が生じることが明らかになった.Finite segment methodを用いたモデル化も行い,さらに既存の実験装置の改造と実験を行い,数値シミュレーション結果と比較した.その結果,一定速度で搬送される場合には低い速度領域でフラター型の不安定が,また,早い速度領域で搬送される場合にはダイバージェンス型の不安定が生じることが分かった.実験と解析に若干の差異があったことから,実験装置の改良およびモデル化に関する更なる検討を行う必要がある.また,柔軟体が周期的に往復動する場合には,柔軟体の曲げ1次固有振動数の2倍の振動数で駆動することによりパラメトリック共振が実験によっても計測されて,数値シミュレーションと実験が比較的良く一致することが分かった.接触問題をユニラテラルコンタクト問題と考えたモデル化手法について検討を行い,多点接触問題を伴う柔軟構造物の地震時の挙動解析に適用した.MATLAB上でプログラム化して,重心位置の高い大型構造物を対象に地震応答シミュレーションを行った.その結果,構造物のロッキング振動と下端部のすべりが連成した地震応答特性が明らかになり,本研究で展開した解析方法の有用性を示すことができたとともに柔軟体の不安定挙動についての知見を得た.
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