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地震や機械振動による機械、構造物、配管系の振動を抑制するためには、振動状況に応じて減衰係数を変化させるセミアクティブ制振装置、振動を減少させるような制御力を発生するアクティブ制振装置およびパッシブ型とアクティブ型を併用したハイブリッド制振装置が有効である。本研究は、超磁歪材料のデバイス化の一環として、超磁歪アクチュエータを用いた機械・構造物・配管系用のセミアクティブ型、ハイブリッド型およびアクティブ型の制振装置を開発することを目的としている。
本年度は、平成4年度より引き続いて、ボールねじ、ブレーキ板(アルミニウム円板)、希土類磁石、超磁歪アクチュエータ、拡大機構およびブレーキシューから成るハイブリッド型制振装置を試作し、その抵抗力特性を調べた。また、このハイブリッド制振装置で支持された3層免震建物の地震応答解析および試作した小規模実験モデルによる実地震波応答実験を行って、制振装置の制御方法と免震効果について検討した。その結果、3層の絶対加速度を非免震時の1/3〜1/5に低減させることができた。この制振装置がより高い制振効果をもつためには、超磁歪アクチュエータの動特性を高める必要がある。そこで、3種類の超磁歪アクチュエータを試作し、その静特性および動特性を測定して、アクチュエータに加える予圧縮応力とバイアス磁界の望ましい値および効果的な電流の制御方法を求めた。さらに、この超磁歪アクチュエータに4本の支柱を介して円板-集中質量系を取り付けた構造の加振機を試作し、加振力のフィードバック制御実験を行った。その結果、30〜100Hzの振動数範囲でほぼ一定の加振力を得ることができた。これより、本加振機はアクティブ制振装置(アクティブマスダンパ)として使用可能であることが確かめられた。
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