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エネルギ回生型準能動的制振システムの性能予測と最適化手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 26420818
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 航空宇宙工学
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

小野田 淳次郎  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 名誉教授 (20013740)

連携研究者 峯杉 賢治  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (90239327)
下瀬 滋  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 主任研究開発員 (80443282)
槙原 幹十朗  東北大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60392817)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード制振 / 圧電素子 / 準能動的制振 / 最適化 / 準能動的 / エネルギ回生 / 非線形性
研究成果の概要

構造物の振動を効率よく減衰させるSSDIと呼ばれる手法の最適化の研究を行った。この手法は振動する圧電素子に取り付けた圧電素子の電極に、スイッチとインダクタ(コイル)から成る回路を取り付け、このスイッチを振動に同期してON、OFFすることにより極めて高い効率で振動を減衰させる。しかし、圧電素子とインダクタの最適な組み合わせの研究等は皆無に近い状態であった。本研究では様々な圧電素子とコイルの特性の測定と実験から、本制振手法の性能を算出できるモデルを作成し、制振性能の最大化に向けた最適化手法を確立した。制振性能が4倍以上となるケースを含めて、具体的な数例について最適化の効果を数値計算で示した。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Optimal configuration and combination of piezoelectric transducer and inductor for synchronized-switch-damping-on-an-inductor technique2016

    • 著者名/発表者名
      Junjiro Onoda, Shigeru Shimose and Kenji Minesugi
    • 雑誌名

      Journal of Intelligent Material Systems and Structures

      巻: 紙版は印刷中 号: 7 ページ: 888-906

    • DOI

      10.1177/1045389x16666173

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 圧電素子の非線型性がSSDI制振手法の性能に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      小野田淳次郎、峯杉賢治、下瀬滋
    • 学会等名
      第60回構造強度に関する講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] An optimization of SSDI system for a beam structure2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Shimose, Junjiro Onoda, Kenji Minesugi
    • 学会等名
      67th International Astronautical Congress
    • 発表場所
      Guadalajara, Mexico
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SSDI制振システムの圧電素子とインダクタの最適化 その3 -片持ち梁制振の場合-2016

    • 著者名/発表者名
      小野田淳次郎、下瀬滋、峯杉賢治
    • 学会等名
      第58回構造強度に関する講演会
    • 発表場所
      札幌市
    • 年月日
      2016-08-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] SSDI制振システムの圧電素子とインダクタの最適化 その3 -片持ち梁制振の場合-2016

    • 著者名/発表者名
      小野田淳次郎、下瀬滋、峯杉賢治
    • 学会等名
      第58回構造強度に関する講演会 (日本航空宇宙学会等)
    • 発表場所
      北海道大学、札幌市、北海道
    • 年月日
      2016-08-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimal Parallel/Series Connection of Multiple Piezoelectric Patches and Inductors for SSDI Vibration Suppression2015

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Shimose, Junjiro Onoda, Kenji Minesugi
    • 学会等名
      66th International Astronautical Congress
    • 発表場所
      Jerusalem, Israel
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SSDI制振システムの圧電素子とインダクタの最適化 その1 -圧電素子とインダクタのモデル化-2015

    • 著者名/発表者名
      下瀬滋、小野田淳次郎、峯杉賢治
    • 学会等名
      第57回構造強度に関する講演会 (日本航空宇宙学会等)
    • 発表場所
      岡山理科大、岡山市、岡山県
    • 年月日
      2015-08-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] SSDI制振システムの圧電素子とインダクタの最適化 その2 -最適化-2015

    • 著者名/発表者名
      小野田淳次郎、下瀬滋、峯杉賢治
    • 学会等名
      第57回構造強度に関する講演会 (日本航空宇宙学会等)
    • 発表場所
      岡山理科大、岡山市、岡山県
    • 年月日
      2015-08-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimal wiring configuration of multiple piezoelectric transducers for SSDI vibration suppression2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Shimose, Junjiro Onoda, Kenji Minesugi
    • 学会等名
      International Astronautical Congress
    • 発表場所
      トロント (カナダ)
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-10-03
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

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