| 研究概要 |
はり自由端境界での曲げモーメント発生圧電素子型波動制御法を検討した。はりの運動方程式は単位長さ当たりの分布力のつりあいである。オイラーベルヌーイはり理論では分布力は曲げモーメントの座標に関する2階微分で表されるので圧電素子による曲げモーメントを空間的に変化させることで分布力を表現できる。昨年度までに開発した手法を援用して差分近似はりの波動伝搬解を用いて自由境界近傍での曲げモーメントに波動伝搬特性を付与することで自由端境界を近似的に消滅させることを試みた。数値シミュレーションによって制御効果を検証した結果,比較的高次固有モード(3次固有モード近傍)以上の固有振動数域でははりスパン全体で波動伝搬特性が確認されたが,1次と2次の低次固有モード近傍では制振効果はあるものの振動モードが残留したままであった。本提案の曲げモーメント型波動制御では制御素子の反自由端側ではモーメント変化によるせん断力を発生できるが,真のはり自由端ではモーメントのみが作用するためせん断力を本質的に発生できないことが明らかになった。モーメント制御はりの波動制御モードも,昨年度検討したせん断力型波動制御による制御モードと異なり,真のはり自由端は波動伝搬状態を実現しないため,局所的(差分間隔オーダ)ではあるが自由振動をする。内力モーメント型アクチュエータでは本質的に制振効果に限界があるが,反力をはり以外の外部要素が与えるせん断力型アクチュエータより簡易に実用化できことは大きな長所であり,高次モードの振動を嫌う構造体への適用は可能であることが分かった。
また,圧電フィルムを用いた片持ちはり実験を行って圧電フィルム特性を確認した。
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