| 研究課題/領域番号 |
18K04029
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
安藝 雅彦 日本大学, 理工学部, 准教授 (60560480)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 蛇行動 / 自励振動 / 分岐解析 / 鉄道車両 / 非線形振動 / 車両力学 / 最適化 / 車両運動 / 非線形力学 |
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| 研究成果の概要 |
レール・車輪間に作用する非線形クリープ力によって発生する非線形蛇行動のホップ分岐を対象に，分岐特性を変化させるための車両パラメータを検討した．非線形クリープ力を含む1軸台車モデルの運動方程式を定式化し，この運動方程式を元に，中心多様体理論によりダイナミクスを低次元化し，蛇行動のリミットサイクルの振幅と各パラメータの関係を得た．支持ばね剛性と分岐特性の関係では，ばね剛性がある一定以上に大きくなると超臨界ホップ分岐が発生し，それよりもばね剛性が小さいと亜臨界ホップ分岐となった．一方，輪軸質量は分岐特性に影響しなかった．これら結果より，車両パラメータ設計により分岐制御が可能であること確認できた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
機械力学分野で分岐解析の手法によりホップ分岐特性を変化させようとする研究は多くない．本研究では鉄道車両における非線形蛇行動現象を対象として，ホップ分岐の特性を亜臨界ホップ分岐から超臨界ホップ分岐へと変化させるためのパラメータ設計を扱った．研究成果をさらに進めて，分岐特性を変化させるための車両パラメータ設計法を確立することで車両設計の利用が期待できる．
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