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抗井堀削に用いるローラービットの動的挙動のモデル化は重要な課題であるが、その解析的なモデル化は現在のところ非常に困難である。そこで、解析的な表現のできないパラメータの値を実験データの解析結果からフィードバックする手法を用い、計測・解析およびシミュレーションを統合化したビット振動解析システムの開発を行った。
過去に行った堀削実験のデータが磁気テープに記録されているので、データロガーとコンピュータとのインターフェースを考慮し、以下の項目に従ってシステムを開発した。
1. 堀削実験データの収集と解析および結果のデータベース化
2. シミュレーションモデルの構築およびプログラミング
3. データロガーとの計測インタフェースの作成及び既開発の振動解析プログラムの移植・組込み作業
4. 開発したシステムを用いたシミュレーションの実行とモデルの検証
実験データの収集については、今年度新たに実験を行うことができなかったので、過去に行った堀削実験のデータ整理及びデータベース化に止まった。既開発のビット運動モデルの、UNIXからパーソナルコンピュータへの移植作業を含むシミュレーションモデルの構築は概ね完了した。
ビット運動モデルにおいて、ローラービットのコーン回転挙動を機構学的にモデル化することによって、個々のコーン回転速度をよい精度で推定することができ、堀削時に発生するビット振動周波数の予測が可能になった。しかし、堀進率等の岩石の破壊挙動に関係するパラメータによるマッチング作業は十分に出来ていない。今後、さらに多くの堀削条件における実験データを収集することによって、岩石の破壊挙動を考慮したビットモデルの構築およびパラメータ間の関係付けを行っていくことが必要である。
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