| 研究課題/領域番号 |
17K06230
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
森 博輝 九州大学, 工学研究院, 准教授 (50451737)
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| 研究分担者 |
近藤 孝広 九州大学, 工学研究院, 教授 (80136522)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | Low frequency vibration / Vibroimpact system / Dynamic absorber |
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| 研究実績の概要 |
振動ふるいのように周期加振による衝突振動を利用する機械では，低周波振動が発生して運転ができなくなることがある．この現象が発生している機械に受動型の制振機器である動吸振器を設置すると，機械の運転に必要な加振振動数成分の振動は維持した状態で低周波振動のみを効果的に制振できる．このような周期振動の不安定化を防止するための動吸振器の効果については不明な点が多く，設計をする際に利用可能な指針も存在しない．本研究では低周波振動に対する効率的な防止対策の構築を目的として，動吸振器の設計指針を明確化することを目指している．
本年度は，まず，現象のメカニズムに基づいた振動対策が可能となるように，動吸振器が取り付けられていない2自由度の解析モデルで発生する周期振動の安定性解析を行い，周期解に重畳された変分が成長する際の振動数と低周波振動の関係について調べた．その結果，低周波振動の振動数は変分の状態遷移行列の不安定な特性根から求められる振動数とよく一致しており，低周波振動が周期解の不安定化により生じることを明らかにした．
また，実験面では，上記のような低周波振動を発生させることができ，さらに動吸振器の設置が可能な実験装置を整備した．装置では，回転おもりで周期加振される質量（下質量）の上に反発係数調整用のゴムを介してもう一つの質量（上質量）が置かれており，両質量の変位を測定できるようになっている．さらに，動吸振器は板ばね（アクリル板）と質量（磁石）により作製し，板ばねに設置するゴムシートの量を調節して減衰特性を付加した．
実験および解析により減衰が大きくなるにつれて低周波振動の振幅が小さくなることを確認するとともに，減衰比を一定とした場合には動吸振器の固有振動数の値によって低周波振動の制振効果に差が出ることを解析により明らかにした．今後は固有振動数をはじめとする各パラメータの影響を詳しく調べる．
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| 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
動吸振器の制振効果の確認が可能な実験装置が整備され，パラメータの影響が順調に明らかになりつつある．また，解析を実施して得られた結果は実験結果とよく対応していることから，実験と解析の両面から研究を進めることができる見通しが立っており，本研究が順調に進展していると判断できる．
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は，実験と解析を並行して実施し，動吸振器の質量，減衰および固有振動数が低周波振動の低減および制振に及ぼす影響について調べる．とくに振動低減に対して最適な減衰比および固有振動数の明確化を図る．また，将来的にメカニズムに立脚した動吸振器の設計が可能となるように，低周波振動の振動数が決定されるメカニズムに対して衝突現象が果たす役割を解析的に詳しく調べることで，現象自体のメカニズムに関する検討も進める予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
実験装置の一部の測定器について仕様が決定していない部分があり，手配を次年度に持ち越すこととなった．これについては，仕様決定後に予定通り使用する．なお，本計画変更に伴う研究遂行の遅延はない．
次年度は上記の実験関連機器に加えて，計算および実験に必要な関連消耗品の購入を予定している．また，成果を発表するための論文投稿料としても当該研究費を使用することを計画している．
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