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多様な尖度を考慮した非ガウス性不規則励振を受ける系の解析手法開発と応答特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K13712
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

土田 崇弘  東京工業大学, 工学院, 助教 (50707578)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード不規則振動 / 確率力学 / 非ガウス性不規則励振 / 確率論的応答解析 / 応答分布推定 / 確率密度関数 / 尖度 / 等価非ガウス励振化法 / 統計量 / 平均閾値通過率 / 信頼性解析
研究成果の概要

ガウス分布に比べて裾の広い確率分布にしたがう非ガウス性不規則励振が種々の工学分野に存在する.確率分布の裾部は大励振の発生確率を決定するため,その裾形状を適切に考慮した解析の実現と,裾形状が系の応答に与える影響の解明が求められている.
このような背景を受け,本研究では,確率分布の裾形状を特徴づける尖度に着目して次の3つの研究を行った.1. 分布の尖度を多様に調節できる非ガウス性励振モデルの開発.2. その非ガウス性励振モデルを用いた系の応答解析手法の開発.3. 励振の尖度および帯域幅・卓越振動数が応答特性に及ぼす影響の解明.

研究成果の学術的意義や社会的意義

実在する非ガウス性不規則励振は多様な尖度をもつため,尖度を広い範囲で調節できる励振モデルとそのモデルを用いた系の応答解析法の開発が求められていた.本研究では,これらのニーズを満たし,従来のように励振のガウス性を仮定すると見逃す恐れのある大励振の影響を適切に考慮した解析手法を完成させた.これは,学術的課題を解決するだけでなく,励振の分布の裾を考慮したより信頼性の高いものつくりの実現につながる基礎的成果としても意義があると考える.
また,広範囲の尖度を包括的に考慮することで,単一の尖度を扱った研究では知り得なかった,尖度の変化による応答特性の変化を明らかした.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] 帯域幅を考慮した非ガウス性不規則入力を受ける線形系の過渡応答特性2021

    • 著者名/発表者名
      福島英人,土田崇弘
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 87 号: 899 ページ: 21-00047-21-00047

    • DOI

      10.1299/transjsme.21-00047

    • NAID

      130008067540

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 非ガウス性不規則励振を受ける振動系の結合応答分布に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      前山浩輔, 土田崇弘
    • 学会等名
      日本機械学会 関東支部第28期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] バイスペクトルに着目した非ガウス性不規則励振が線形系の応答に与える影響の考察2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤大造, 土田崇弘
    • 学会等名
      日本機械学会 関東支部第28期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 入力の高次自己相関関数を用いた非ガウス性不規則入力を受ける線形系の過渡応答統計量の解析2021

    • 著者名/発表者名
      福島英人,土田崇弘
    • 学会等名
      日本機械学会 機械力学・計測制御部門Dynamics and Design Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高次スペクトルを用いた非ガウス性不規則入力を受ける線形系の応答特性に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤大造,土田崇弘
    • 学会等名
      日本機械学会 機械力学・計測制御部門Dynamics and Design Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Response analysis of a system with a nonlinear spring under random excitation via complex fractional moment2020

    • 著者名/発表者名
      Daizoh Itoh and Takahiro Tsuchida
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Motion and Vibration (MoViC 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非対称な確率分布に従う非ガウス性不規則入力を受ける線形系の過渡応答特性2020

    • 著者名/発表者名
      福島英人,土田崇弘
    • 学会等名
      日本機械学会 機械力学・計測制御部門Dynamics and Design Conference 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 等価非ガウス励振化法による非ガウス性不規則励振を受ける線形系の過渡応答解析2019

    • 著者名/発表者名
      土田崇弘, 菅野康平
    • 学会等名
      日本機械学会 機械力学・計測制御部門Dynamics and Design Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of transient response moment of a SDOF system under non-Gaussian random excitation by the equivalent non-Gaussian excitation2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Tsuchida and Kohei Kanno
    • 学会等名
      18th Asia-Pacific Vibration Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transient response moment analysis of a linear system subjected to non-Gaussian random excitation by the equivalent non-Gaussian excitation method2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Tsuchida and Kohei Kanno
    • 学会等名
      7th International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Response distribution of a single-degree-of-freedom linear system subjected to non-Gaussian random excitation by using cross-correlation function2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Tsuchida and Koji Kimura
    • 学会等名
      13th International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 等価非ガウス励振化法を用いた非ガウス性不規則励振を受ける1自由度線形系の過渡応答モーメント解析2019

    • 著者名/発表者名
      菅野康平, 土田崇弘
    • 学会等名
      日本機械学会 関東支部第25期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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