| 研究課題/領域番号 |
20K04372
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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 | 鳥羽商船高等専門学校 |
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研究代表者 |
林 浩一 鳥羽商船高等専門学校, その他部局等, 教授 (30613947)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | ダンパー / 粒状体 / 減衰力 / 制振特性 / 空気流入 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，オイルレスダンパーの一つとして提案されている，粒状体の流動抵抗を減衰力として利用するダンパーの，粒状体内に空気を流入させた場合において，空気流入量に対する減衰力特性の変化を実験で確認するとともに，その現象を再現できる数値解析手法を確立する．さらにその数値解析手法を用い，空気流入量を変えた場合の，様々な振動入力波形に対するダンパーの制振効果を明らかにしていく．
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| 研究実績の概要 |
令和3年度には，シリンダー内に充填した粒状体の中でピストンを動かす際に，粒状体に発生する流動抵抗力を減衰力として用いるダンパー（以下「粒状体ダンパー」と記す）を水平方向に設置し，粒状体充てん部に圧縮空気を流入させた場合に，流入空気量に応じて粒状体ダンパーの減衰力特性が変化することを確認している．それを受けて令和4年度は粒状体ダンパーを，減衰力特性を確認した条件と同様に水平方向に変位するように組み込んだ1自由度振動系の基礎部に正弦状の強制変位を与え，粒状体ダンパーに流入させる空気流量が，振動系の制振特性に及ぼす影響を実験的に調べた．
実験は粒状体ダンパーに直径が 1.4～1.6 mmのジルコニア球を充てん率0.55で充てんし，加振周波数を1～10 Hz，空気流量を 0～40 L/min の範囲で変えた条件下で行った．その結果加振周波数が比較的低い領域では空気流量条件にかかわらず，振動系の振幅はほぼ基礎部の振幅と等しくなっているが，加振周波数が系の共振周波数に近づくと，空気流量が小さいほど低い加振周波数から急激に振幅が大きくなることが確認された．一方で共振点を超える周波数領域では，空気流量が0以外の場合には，空気流量が0の場合よりも明らかに振動系の振幅が小さくなる現象が確認できたが，空気流量の違いによる段階的な振幅の変化は見られなかった．以上の結果から粒状体ダンパを水平方向に設置した場合には，空気流入による制振特性のコントロールは難しいことが明らかになったと考えられるため，今後は粒状体ダンパを鉛直方向に設置した場合において，粒状体ダンパへの流入空気流量が減衰力特性と制振特性に及ぼす影響を調べていく計画としている．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
粒状体ダンパを水平方向に設置した場合，流入空気流量を変えることにより減衰力特性が変化することが確認できていたことから，空気流量により制振特性をコントロールできると予測していた．しかしこれまでの実験条件においては制振特性のコントロールは難しいことが確認できたため，改めてこれまでとは異なり，粒状体ダンパを鉛直方向に設置した条件での実験を行うように計画を変更した．それにより新たに実験装置の製作等を行う必要が生じ，そのため当初の予定よりも遅れている．
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| 今後の研究の推進方策 |
実験計画を変更したことにより計画になかった新たな実験装置の製作を行う必要が生じた．それに時間と予算が必要になることが研究を遂行する上での課題となっている．そこで実験装置の製作は積極的に外注することで時間の短縮を図るとともに，当初計画していた研究計画を見直し，実験に予算を集中させることで，研究を推進していく予定としている．
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