非線形パッシブ動吸振器の非線形性を利用した機会・構造物の防振に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650294
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 吉武 裕 長崎大学, 工学部, 助教授 (40174916)
• Keywords: 動吸振器 / 自励振動 / 強制振動 / 非線形振動 / カオス / クーロン摩擦 / インパクトダンパ / うなり

Research Abstract

自励振動の防振問題として,粘性減衰をともなう線形動吸振器,クーロン摩擦をともなう非線形動吸振器およびインパクトダンパの三種類の動吸振器で防振する問題を取り扱った.三種類の動吸振器の質量などは同じ値を用い,前二者ではシューティング法と平均法を,インパクトダンパ系ではルンゲ・クッタ・ギル法を用いて数値計算を行った.その結果,前二者の系では,平均法を用いた解析で工学的には十分であることがわかった.粘性減衰をともなう線形動吸振器の場合,非常に大きな減衰を用いることにより自励振動の発生を抑えることができること,クーロン摩擦をともなう非線形動吸振器およびインパクトダンパでは,それぞれ最適な摩擦力や隙間,反発係数を選定しても振幅は零にはならないこと,また,それぞれの最適な防振状態はうなりとカオスになることなどが判明した.即ち,粘性減衰という線形の力がクーロン摩擦力,衝突力と非線形性が強くなるに従い,振動状態がうなり,カオスとなり,そのような非周期的状態こそが防振の観点からは最適となる.
また,強制振動の防振問題として,復元力の特性が断片線形な非線形動吸振器の研究を行った.従来の研究では復元力が3次関数の場合が検討されてきたが,断片線形の方が設計,製作の観点から有利と思われる.数値解法は,シューティング法を用い,高精度の解析を行った.2自由度と3自由度の動吸振器系について,振動抑制領域が線形系の2倍以上になることが判明した.