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2022 年度 実績報告書

軽量コンパクトなアクティブ・ダイナミック・マス制震ダンパーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22F32060
研究機関東北大学

研究代表者

五十子 幸樹  東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (20521983)

研究分担者 ZHAO ZHIPENG  東北大学, 災害科学国際研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2022-07-27 – 2024-03-31
キーワードダイナミック・マス / スロッシングダンパー / 最適制御 / フリクションペンデュラム
研究実績の概要

本研究では,構造物制御の分野において比較的最近になって装置として実現し精力的な研究が進められているダイナミック・マス(inerter)を既往のシステムと組み合わせることにより,解決すべき課題とされている装置の軽量化及び低コスト化という目的の達成を目指した.スロッシングダンパーとTMDを並列に組み合わせた装置をフリクションペンデュラムに載せる形の新しい装置を提案し,数値解析に基づくパラメトリックサーベイにより,有効な設計パラメータを同定している.
採用任期途中に母校の同済大学にて教員としての採用が決まったために,予定していた実験は実施出来なかったが,塔状構造物の振動制御に有効なスロッシングダンパーについて,質量,バネ,フリクションペンデュラムとの組み合わせにより従来よりもコンパクトな振動制御システムを提案し数値解析的にその有効性を示した.
具体的には,グローバル化に伴って需要が増している空港の管制塔を対象として風振動応答制御効果を検討した.スロッシングダンパーを支持する装置として用いたフリクションペンデュラムは,日本の免震支承材として主流となっている積層ゴム支承と比べると低コストであるため,海外では普及が進んでいる.これを用いることで,システムの低コスト化が期待できる.
これまで,受け入れ研究者らの研究を含めダイナミック・マスを用いた振動制御法の一つであるH∞制御が主流の一つであったがこれは言わば構造物にとって最悪な応答を与える調和振動を最小化する制御法であるのに対し,本研究課題では,多様な振動数成分を含むランダム振動に対する最適化,単位時間あたりのエネルギー(パワー)に着目した最適化手法を提案した.
得られた成果は,4編の審査付き国際ジャーナルに発表しており,達成された研究成果は良好である.

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件)

  • [雑誌論文] Enhanced energy dissipation benefit of negative stiffness amplifying dampers2023

    • 著者名/発表者名
      Zhao Zhipeng、Chen Qingjun、Hu Xiuyan、Zhang Ruifu
    • 雑誌名

      International Journal of Mechanical Sciences

      巻: 240 ページ: 107934~107934

    • DOI

      10.1016/j.ijmecsci.2022.107934

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Friction pendulum-strengthened tuned liquid damper (FPTLD) for earthquake resilience of isolated structures2023

    • 著者名/発表者名
      Zhao Zhipeng、Hu Xiuyan、Chen Qingjun、Wang Yanchao、Hong Na、Zhang Ruifu
    • 雑誌名

      International Journal of Mechanical Sciences

      巻: 244 ページ: 108084~108084

    • DOI

      10.1016/j.ijmecsci.2022.108084

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Novel triple friction pendulum-tuned liquid damper for the wind-induced vibration control of airport control towers2023

    • 著者名/発表者名
      Hu Xiuyan、Zhao Zhipeng、Yang Kai、Liao Wang、Chen Qingjun
    • 雑誌名

      Thin-Walled Structures

      巻: 182 ページ: 110337~110337

    • DOI

      10.1016/j.tws.2022.110337

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Design and performance evaluation framework for seismically isolated reinforcement concrete columns subjected to blast loads2022

    • 著者名/発表者名
      Wang Yanchao、Chen Qingjun、Zhao Zhipeng、Qiang Hongfu、Yang Kai、Wang Xinfeng
    • 雑誌名

      Structures

      巻: 45 ページ: 2239~2252

    • DOI

      10.1016/j.istruc.2022.10.041

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著

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公開日: 2023-12-25  

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