| 研究課題/領域番号 |
62460074
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
航空宇宙工学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
角 誠之助 九州大学, 工学部, 教授 (10037947)
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| 研究分担者 |
藤本 孝 九州大学, 工学部, 助手 (40038071)
橋本 良夫 九州大学, 応用力学研究所, 講師 (80180842)
山崎 正秀 九州大学, 工学部, 助手 (00038085)
室園 昌彦 九州大学, 工学部, 講師 (10190943)
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| 研究期間 (年度) |
1987 – 1989
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| キーワード | 人工衛星 / 薄肉ブ-ム / 構造動力学 / 熱弾性 / 熱誘起振動 / 安定性解析 / 自励振動 |
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| 研究概要 |
薄肉の円形閉断面ブ-ムがふく射加熱を受ける場合に発生する熱誘起曲げ振動に関して、実際の太陽ふく射加熱を想定した場合と、地上での実験条件に対応した場合の両方についての理論解析を行い、大気中および真空中での実験によって、それらを実験的に検証した。まず先端質量を有する一様な薄肉円形閉断面ブ-ムを1自由度系としてモデル化し、任意の方向から一様なふく射加熱を受ける場合に、変動熱負荷がブ-ムのたわみ勾配に依存するとして熱誘起曲げ振動の定式化を行った、静的曲げ変形位置まわりでの微小振動に関して安定判別を行い、熱誘起不安定振動の存在およびその発生条件を明らかにした。続いて、連続体としての同様な解析を行った。この場合、境界条件が時間に依存する形になるため、まず時間に関してラプラス変換した領域での応答を求め、これを数値逆ラプラス変換することで時間領域における応答を得た。一方、地上での実験条件に対応する解析では、外来照射量がたわみに比例して変化すると仮定し、さらに重力の影響を考慮して熱誘起曲げ振動の基礎方程式を導いた。実験では、赤外線加熱ランプをふく射加熱源とし、先端質量を有するステンレス鋼製の薄肉円形閉断面ブ-ム供試体を製作して、まず大気中での実験を行い、ふく射加熱により熱誘起曲げ振動が発生することを確認した。ブ-ム先端のたわみ応答を測定することにより、外来照射量が大きい場合には自励振動が発生することを示した。さらに外来照射量あるいは熱系と振動系との特性時間の比などの変化に伴う不安定性の変化および安定限界に関して理論解析と比較・検討を行い、両者がよい一致を示すことを確認した。最後に、本研究のため製作した大型真空槽を利用した真空環境下での同様な実験を行った。先端たわみ応答と温度変動に基づく非定常熱曲げモ-メントとの位相差を明らかにし、熱誘起自励曲げ振動の発生機構について妥当な説明を与えた。
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