1997 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
08650225
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Research Institution | Meisei University |
Principal Investigator |
山口 信行 明星大学, 理工学部, 教授 (60267375)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
緒方 正幸 明星大学, 理工学部, 助手 (40062327)
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Keywords | 空力弾性学 / フラッター / 柔軟シート / 流動誘起振動 / 剛性 / 質量比 / 進行波 / 風洞試験 |
Research Abstract |
印刷機やフィルム製造機、あるいはテープ使用の情報機器、AV機器等の薄いシートをハンドリングする機器においては、シートの高速運動は周囲空気との干渉を誘起し、シートのばたつきを発生させることがある。このため、生産効率の向上のための高速化は、かえって効率の低下と品質の低下をもたらすことがある。従って空気中におけるシート運動の性質を十分に把握し、それに基づいてコントロールする必要がある。本研究では、このばたつきがシートの弾性と空気力の干渉による自励振動いわゆる空力弾性的不安定現象(フラッター)と考え、この現象の実験的解明と理論による予測法の確立を目指した。 まず、紙その他の柔軟な薄いシートを供試体としてその前縁を保持し、後縁を吹き流して風洞実験を行ない、フラッターの発生状況(風速、振動数、モード、等)を把握した。これらに基づき、フラッター限界に関する情報は質量比、相対剛性(剛性と空気力の比)、そして無次元振動数の3個の無次元パラメタでまとめられることがわかった。 同時に、フラッターの理論的予測手法として、流れに対して分布渦を用い、シートとして薄い弾性梁を用いて組み合わせた二次元微小擾乱法による方法を開発した。この方法による予測の結果は、広い質量比の範囲にわたって上記の実験結果と良く一致し、フラッター限界の本質的な点を説明することが出来た。 またこのような柔軟な対象では結果が外乱の影響を受け易いので、それらの量的影響についても調べた。これらは今後フラッター限界とそのばらつきを現実的に評価する上で有効なデータである。 本研究の結果により、柔軟で薄いシート材の高速ハンドリングの際の吹き流し状態でのばたつき発生の本質的条件を予測することが、実験的データおよび予測手法の両者から可能になった。
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Research Products
(2 results)
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[Publications] YAMAGUCHI, Nobuyuki: "Prediction of Stability Limits and Fluttering Behavior of a Flexible Thin Sheet in High Speed Flow" International Conf.on Fluid Engnng,JSME Centennial Grand Congress,Jpn Soc.Mech.Eng.ICFE-97-1109, No.97-203, Vol.1. 527-532 (1997)
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[Publications] 山口信行, 他2名: "吹き流しシートのフラッター限界に影響する実験的擾乱要因に関する研究" 日本機械学会75期通常総会講演会講演論文集,流体工学部門,論文No.1547. (1998)