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2010 年度 実績報告書

回転軸に発生するブリージングクラックの深さと位置を推定する振動診断法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20560214
研究機関名古屋大学

研究代表者

井上 剛志  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70273258)

研究分担者 神谷 恵輔  愛知工業大学, 工学部, 教授 (50242821)
石田 幸男  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10092991)
キーワードロータクラック / 有限要素解析 / クラックのモデル化 / 実験 / クラックの位置と深さの影響 / 固有値解析 / 振動診断法
研究概要

実際の疲労クラックの特性を代替できる実験検証用模擬クラック軸を作成し,実験によりその有効性と限界を調べた.また,その特性を精度良く表わす理論モデルを構築し,実証した.
(1) 模擬オープンクラック軸(厚さ約0.1mmの放電加工溝)を作成した.様々な長さ,太さの軸に対して,同じ深さ・同じ位置でクラックを入れたものを昨年度までのものに加えさらに合計3本作成した.それらを自由支持で打突試験し,固有角振動数を求めた.
(2) 3次元解析ソフトウェアを用いた固有振動数解析も行い,昨年度構築したオープンクラック部の未知パラメータの支配式についてさらなる理論的検証を行い,その妥当性を確認した.
(3) 異方性の軸受で支持されたオープンクラック軸の回転中の固有振動解析手法と強制振動の解析手法を構築した.2種類のクラックモデルそれぞれについて実施し,それらが実験結果と一致することを確かめ,構築したオープンクラック軸の有限要素モデルの妥当性を確認できた.
(4) 回転中に重力の影響でクラックが開閉するブリージングクラックのモデル化を行い,簡単な有限要素ロータモデルでその振動現象を検証した.また,このモデルを上記(3)と同様な理論解析に適用できるように改良した.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] オープンクラックを有する回転軸系の有限要素モデリング:クラックに起因する2倍周波数振動によるモデルの実験的検証2010

    • 著者名/発表者名
      井上剛志, 永田信博, 石田幸男
    • 雑誌名

      日本機械学會論文集.C編

      巻: 76(765) ページ: 1323-1330

    • 査読あり
  • [雑誌論文] FEM Modelling and Experimental Verification of a Rotor System with an Open Crack2010

    • 著者名/発表者名
      T.Inoue, M.Kato, N.Nagata, Y.Ishida
    • 雑誌名

      Journal of System Design and Dynamics

      巻: 4(2) ページ: 369-378

    • 査読あり
  • [学会発表] オープンクラックを持っ回転軸系の有限要素モデリングと振動解析(系の支持が異方性の場合について)2011

    • 著者名/発表者名
      井上剛志, 永田信博, 石田幸男
    • 学会等名
      第60回 理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2011-03-09
  • [学会発表] Concise and Accurate Modelling of the Open Crack in Rotor Systems2010

    • 著者名/発表者名
      T.Inoue, N.Nagata, Y.Ishida
    • 学会等名
      IFToMM-8th International Conference on Rotor Dynamics
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2010-09-14

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公開日: 2012-07-19  

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