| 研究課題/領域番号 |
15K05882
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| 研究機関 | 北九州工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
井上 昌信 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 准教授 (70253549)
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| 研究分担者 |
平木 講儒 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (40249933)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | ダンパ / 粒状体ダンパ / 制振 |
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| 研究実績の概要 |
垂直振動系の制振を目的として，振動体内部の空洞に粒状体を封入した，いわゆる「粒状体ダンパ」の減衰効果の予測手法について，これまでより「封入した粒子群を反発係数が零の単体とみなした近似解析法」を提案してきた．一方で，他の研究者からは個別要素法などを利用した数値シミュレーションによる予測方法が数多く発表されてきたものの，粒子間のパラメータなど設定など取扱いが難しい面がある．
今回本研究では，最終的にカプセル状の制振部品化し，装置や振動レベルに応じて，貼付する個数を変更するような使い方を目指している．そこでH28年度は，これまで振動体内部に封入していた粒状体を，市販の直径約20mm深さ40mm程の樹脂容器に小分けに封入し，振動体質量に5%や10%となるよう複数個取り付け実験を行った．またその際，封入粒子の種類を，直径2，6mmの鉛球や，直径2,4,6,8mmの鉄球，また密度の低い直径1.6mmのグラスビーズなど，同一封入粒子質量に対して様々な設定を行った．
このことにより例えば細かい粒径のグラスビーズでは，密度が低いため封入粒子の体積が大きくなり，小分けした樹脂容器ほぼ隙間なく封入する状態となった．その結果，粒子運動が効果的に起こらず，共振曲線がただ単に質量増によって共振振動数が下がるだけの挙動を示した．逆に封入容器内部に適切な隙間を確保すると，これまでと同様の制振効果が得られることが確認され，反発係数を零とした近似解析法で取り扱えるようであることがわかった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初計画では，２年目終了時点で近似解析法の適用条件の把握が終わり，ユニット化の試作・検討段階に入っている予定であったが，まだ３Ｄプリンタを利用した封入容器の形状設計，製作まで着手できていない．
しかしながら，振動体内部に粒状体を全て封入する場合と同様，封入粒子が粒子群となって一体運動できるような，ある程度の層数を構成するように粒子種を選定し，かつ運動できる隙間を有するような封入状態であれば，近似解析法で対応できる方向性は見えてきている．また制振予測プログラムを，現有のWindows機で動作するようにするためのソースコードの書き換えについては，おおむね目途が立った．
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| 今後の研究の推進方策 |
市販樹脂容器にて封入条件の確認を行ったデータを基に，制振効果が期待できる形状の封入容器を３Ｄプリンタで製作する．使用する材質には，ＡＢＳもしくはＰＬＡを準備している．形状は粒子運動に影響を与えないよう，角のない円形断面形状を想定している．
また，封入粒子質量の都合上，封入粒子の体積が大きくなる場合には，隙間の確保と容器の大型化を避けるため，鉛球のほかタングステン粒子など密度の高い材質の使用も検討する．
その後，振動体質量や加振レベルについて複数の条件を準備し，最終的にカプセル型ダンパユニットの有効性と，単体と見なした近似解析法による制振予測の汎用性を示すことを目指す．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度使用額が生じた大きな理由は，当初計画において，初年度および２年目も旅費を計上していたものの，研究の進捗状況が思わしくなく，発表にこぎつけられなかったこと，また私的な理由にはなりますが，昨年度は身内に不幸事があり，学会発表が日程的に厳しかったことなどで，旅費の繰り越しが目立ったことが大きな要因となっている．
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| 次年度使用額の使用計画 |
今年度は計画の最終年度であるため，年度末を目途に口頭発表を計画している．また，実験条件として変位一定としているが，加振力も把握しておくべきという助言もあることから，今年度使用額の中で可能であれば，力センサーの導入も検討する．
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