1998 年度実績報告書

超磁歪アクチュエータ・センサー適用の構造物制振機構とデバイスの創作

研究課題

研究課題/領域番号	10875029
研究機関	茨城大学
研究代表者	江田弘茨城大学, 工学部, 教授 (60007995)
研究分担者	清水淳茨城大学, 工学部, 助手 (40292479) 山本佳男東海大学, 工学部, 助教授 (20272114)
キーワード	超磁歪材料 / アクチュエータ / センサ / 構造物制振機構 / 超磁歪効果 / 振動解析 / フイードバック制御 / H∞制御理論
研究概要	超磁歪材料の大出力,大変位,高速反応時間という優位性を活かし、全く新しい試みとして、社会的貢献度が高い地震災害防止および交通運輸等による制振装置に直ちに適用できる『超磁歪アクチュエータ・センサー適用の構造物制振機構とデバイス』を開発試作する。平成10年度は〔I〕アクチュエータ・センサのシステム化および制御回路と要素のシステム化〔II〕振動ビームのシミュレーションと振動フイードバック系のシステム化を行った。以下、研究成果を記述する。〔I〕では、超磁歪材料の特性評価を通じ、アクチュエータの開発を行った。さらに、超磁歪アクチュエータ・センサ適用の制振装置とシステム全体の構成の決定を行った。制振システムは振動ビーム・アクチュエータ・操作パネル・制御装置・専用コントローラから構成される。超磁歪アクチュエータの開発を通じて得られた成果を、国際会議ICCE-5(ラスベガス)にて発表した。〔II〕では、振動制御の対象となるシステムのモデル作成を目的とし、運動方程式の導出およびそれに基づく解析手法の決定、解の導出を行った。解析には、ビーム先端に質量を有する二自由度モデルを用い、ビームを支えるベース部分にアクチュエータが搭載されることを想定し、その部分に傾きの自由度をもたせた。システムが横振動を起こす場合の数学的モデルとして、偏微分方程式および境界条件を導出し、そのモデルに関連する固有値解を求めた。具体的には、構造解析手法として有限要素法を用いた。解析によって得られた制御対象の動特性を参考に、H∞制御理論を用いて制御系(コントローラ)を設計した。

研究成果

(8件)

すべてその他

すべて文献書誌 (8件)

[文献書誌] L.Chouanine,H.Eda and J.Shimizu: "Development of Key-Technology on the State-of-the-Art Machine Tool and Generalization of Grinding Forces under Ductile Mode Grinding Experiments" Journal of Japan Society of Precision Engineering. 32・2. 98-103 (1998)
[文献書誌] J.Shimizu,H.Eda,M.Yoritsune and E.Ohmura: "Molecular Dynamics Simulation of Friction on the Atomic Scale" Nanotechnology. 9・2. 118-123 (1998)
[文献書誌] 江田弘,L.Chouanine,清水淳: "ガラス引っかき過程の延性発現の検証-鋭利なダイヤモンド圧子を用いた場合-" 精密工学会誌. 64・4. 613-617 (1998)
[文献書誌] 江田弘: "鉄鋼材料と切削加工 (展望記事)" ふぇらむ. 4・2. 71-79 (1999)
[文献書誌] H.Eda,Y.Yamamoto Y.Tomita and J.Shimizu: "Giant Magnetostriction Composite Materials and Its Applications to an Actuator" Proceedings of ECCM-8,Italy,Woodhead Publishing Limited,vol.3. 549-556 (1998)
[文献書誌] H.Eda,Y.Yamamoto and J.Shimizu: "Applications of Giant Magnetostriction Composite Materials in Actuators and Sensors" Proceedings of ICCE-5,USA. 1029-1030 (1998)
[文献書誌] 江田弘(兼編集)他多数: "生産加工の原理" 日本機械学会編(日刊工業新聞社), 369 (1998)
[文献書誌] 江田弘(研究代表者): "広帯域ダイナミカルシステム適用の超磁歪材料の創成に関する研究" 科学研究費基盤研究(C)(2)(08650126),研究成果報告書, 120 (1998)

1998 年度 実績報告書

超磁歪アクチュエータ・センサー適用の構造物制振機構とデバイスの創作

研究代表者

江田 弘 茨城大学, 工学部, 教授 (60007995)

研究成果

[文献書誌] L.Chouanine,H.Eda and J.Shimizu: "Development of Key-Technology on the State-of-the-Art Machine Tool and Generalization of Grinding Forces under Ductile Mode Grinding Experiments" Journal of Japan Society of Precision Engineering. 32・2. 98-103 (1998)

[文献書誌] J.Shimizu,H.Eda,M.Yoritsune and E.Ohmura: "Molecular Dynamics Simulation of Friction on the Atomic Scale" Nanotechnology. 9・2. 118-123 (1998)

[文献書誌] 江田 弘,L.Chouanine,清水 淳: "ガラス引っかき過程の延性発現の検証-鋭利なダイヤモンド圧子を用いた場合-" 精密工学会誌. 64・4. 613-617 (1998)

[文献書誌] 江田 弘: "鉄鋼材料と切削加工 (展望記事)" ふぇらむ. 4・2. 71-79 (1999)

[文献書誌] H.Eda,Y.Yamamoto Y.Tomita and J.Shimizu: "Giant Magnetostriction Composite Materials and Its Applications to an Actuator" Proceedings of ECCM-8,Italy,Woodhead Publishing Limited,vol.3. 549-556 (1998)

[文献書誌] H.Eda,Y.Yamamoto and J.Shimizu: "Applications of Giant Magnetostriction Composite Materials in Actuators and Sensors" Proceedings of ICCE-5,USA. 1029-1030 (1998)

[文献書誌] 江田 弘(兼編集)他多数: "生産加工の原理" 日本機械学会編(日刊工業新聞社), 369 (1998)

[文献書誌] 江田 弘(研究代表者): "広帯域ダイナミカルシステム適用の超磁歪材料の創成に関する研究" 科学研究費基盤研究(C)(2)(08650126),研究成果報告書, 120 (1998)

1998 年度実績報告書

江田弘茨城大学, 工学部, 教授 (60007995)

[文献書誌] 江田弘,L.Chouanine,清水淳: "ガラス引っかき過程の延性発現の検証-鋭利なダイヤモンド圧子を用いた場合-" 精密工学会誌. 64・4. 613-617 (1998)

[文献書誌] 江田弘: "鉄鋼材料と切削加工 (展望記事)" ふぇらむ. 4・2. 71-79 (1999)

[文献書誌] 江田弘(兼編集)他多数: "生産加工の原理" 日本機械学会編(日刊工業新聞社), 369 (1998)

[文献書誌] 江田弘(研究代表者): "広帯域ダイナミカルシステム適用の超磁歪材料の創成に関する研究" 科学研究費基盤研究(C)(2)(08650126),研究成果報告書, 120 (1998)