| 研究課題/領域番号 |
19K04283
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 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 | 大阪産業大学 |
|---|
研究代表者 |
栗田 裕 大阪産業大学, 工学部, 教授 (70275171)
|
|---|
| 研究分担者 |
大浦 靖典 滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (60512770)
田中 昂 滋賀県立大学, 工学部, 講師 (60759273)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
|
|---|
| キーワード | びびり振動 / 固有振動 / 連成振動系 / 安定判別 / 自励振動 / 切削加工 / 薄肉円筒 / 減衰 / 一巡伝達関数 / 静的ゲイン / 振幅倍率 / 薄肉円筒工作物 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，「どのような仕組みでびびり振動が発生するのか」「びびり振動の発生に，工作物，工具，切削条件は，どのような影響を与えるのか」「どのような対策をとれば，びびり振動の発生を抑制できるのか」を明らかにする。まず，背分力→並進変位，並進変位→主分力，主分力→背分力の静特性から，一巡伝達関数の静的ゲインを算出する。次に，工作物の減衰と固有振動数差からゲイン増幅率を求める。静的ゲインとゲイン増幅率の積である一巡伝達関数のゲインが，位相交点周波数で1より大きいときに，びびり振動が発生する。この一巡伝達関数のゲインを低下させる工作物，工具，切削条件を求め，びびり振動抑制対策を作成する。
|
| 研究成果の概要 |
薄肉円筒工作物に生じるびびり振動の発生メカニズムを解明した。円筒工作物には，節直径の数が同じで位置が異なる2つの固有振動が存在する（SineモードとCosineモード）。切削時には，この2つの固有振動の間で連成が生じ，フィードバックループが形成される。この連成振動系の一巡伝達関数を，主分力－背分力，背分力－並進変位，並進変位－主分力の3つに分けて算出した。一巡伝達関数のゲインが，位相交点周波数で１より大きくなると，びびり振動が発生する。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
航空機産業などで，軽量化のために薄肉部品の使用が増加している。薄肉円筒工作物の切削加工時には，工作物の円形断面が変形するびびり振動が発生する。びびり振動が発生すると，加工品質が低下するので，試行錯誤的なびびり振動対策が行われているものの，十分な振動抑制効果が得られていない。びびり振動の発生メカニズムの解明によって，合理的な振動抑制対策が確立できれば，軽量で質の良い薄肉部品を，短時間で製作できるようになる。
|
