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2016 年度 実績報告書

モードの局在化を利用した振動低減のメカニズム解明と設計指針の構築

研究課題

研究課題/領域番号 26420168
研究機関九州大学

研究代表者

森 博輝  九州大学, 工学研究院, 准教授 (50451737)

研究分担者 長嶺 拓夫  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (00323379)
佐藤 勇一  埼玉大学, その他部局等, その他 (30134828)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード局在化 / 制振
研究実績の概要

本研究課題の目的は,振動モードの局在化が発生すると振動エネルギーが系の特定部位に集中することを利用し,意図的に局在化を発生させて系の一部の振幅を大きくした上で,その位置にダンパを設置することによる効率的な振動低減法を構築することである.対象のモデルとして,床から分布剛性で支持された一様な弦の振動を取り扱った.このモデルでは弦に付加質量を取り付けることで局在化を発生させることができる.
解析においては,弦を連続体として取り扱う連続体モデルに加えて,弦の質量と分布剛性を離散化した離散モデルの解析モデルを作成し,自由振動および強制振動に関する運動方程式を導出するとともに,通常の振動において問題となる1次モードを対象とした解析を実施した.その結果,自由振動においては局在化を発生させることで振動の減衰が速くなること,強制振動においては局在化の発生により共振点における振幅が小さくなることを確認した.
また,実験に関しては,予備実験に使用していた装置の本体を一部改良することで実験が可能であることを確認し,上記の解析手法を用いた計算結果と実験結果の比較を行った.その結果,自由振動および強制振動のいずれについても,解析結果と実験結果のよい一致がみられ,本研究で用いる手法の妥当性が確認できた.
さらに,このような局在化の発生による振動低減のメカニズムについて調べるために,実モード解析を行い集中質量が1次モードのモード質量およびモード減衰に及ぼす影響について調べた.その結果,局在化の発生により1次モードの自由振動の減衰が速くなるのはモード質量が減少するためであることがわかった.この結果から,制振対象とする振動モードのモード質量が大きくなるように付加質量の値と取り付け位置を設定することで,自由振動を最も効率的に低減することができると考えられる.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] The Effect of Vibration Localization on the Performance of a Viscous Damper2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Mori, Takuo Nagamine, Yuichi Sato
    • 雑誌名

      Proceedings of the 24th International Congress on Sound and Vibration

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 減衰特性に対する振動モードの局在化の影響2017

    • 著者名/発表者名
      森博輝,長嶺拓夫,佐藤勇一
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部第70期総会講演会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-14

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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