| 研究課題/領域番号 |
17H04942
|
|---|
| 研究機関 | 筑波大学 |
|---|
研究代表者 |
浅井 健彦 筑波大学, システム情報系, 助教 (90775793)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| キーワード | 制振装置 / エネルギーハーベスティング / 同調回転慣性質量機構 |
|---|
| 研究実績の概要 |
研究代表者らが提案している構造物の振動エネルギーを電気エネルギーへと効率的に変換することで振動制御を実現する新たな制振装置である同調回転慣性質量トランスデューサーの地震動を受ける建築構造物における有効性を検証するため、数値解析シミュレーションと実験の両方から研究を行っている。
当該年度は前年度に試作した提案する装置のプロトタイプにアクチュエータを接続し、そのアクチュエータによりさまさざまな周波数をもった正弦波を入力した加振実験を行った。そして、実験により、提案する装置がある特定の周波数をもった外乱に対してエネルギー吸収効率を大きく向上させる事が可能なことを実証した。さらに、得られたデータから最小二乗法を用いたカーブフィッティング手法により、実験データを非常に 高い精度で再現出来る、摩擦力等によるエネルギー損失を考慮したより信頼性の高い数理モデルを導出した。
さらに、提案する装置の有効性を一自由度系の構造物モデルに用いた場合の有効性を検証するため、提案する装置部分のみを実際にアクチュエータにより加振し、構造物の部分をコンピューター上で数値解析シミュレーションを行うことで、非常に簡単に提案する装置が構造物に設置された場合の有効性を実証することが可能となるリアルタイムハイブリッドシミュレーション実験を行い、良好な結果を得た。そして、構築した数理モデルを用いたシミュレーション結果と比較することで、そのモデルの妥当性の検証も行った。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画どおり、試験体を試作し、それを用いて行ったHardware-In-the-Loop実験により、提案する機構によりエネルギー吸収効率を大きく向上させることが出来ることを確認出来た。
|
| 今後の研究の推進方策 |
提案する制振装置である同調回転慣性質量トランスデューサーはバネ、モーター、回転慣性質量の3つの要素から構成されている。これまでは主にモーターに流れる電流を制御することで、制振性能、発電効率を最適化していたが、今後はこのモーターに流れる電流制限に加え、回転慣性質量を可変に出来る機構を構築し、この慣性質量値も制御することでさらなる制振性能と発電効率の向上を目指す。
|
