等価力実験法:動電型アクチュエータの特長を活かした新しい地震応答試験法の提案

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15656128
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 笠井 和彦 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (10293060)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大木 洋司 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助手 (20323842) ; 進士 忠彦 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (60272720)
• Keywords: 等価力実験法 / 動的構造実験 / 動電型アクチュエータ / 振動台実験 / 仮動実験法 / 磁場力 / 電流制御 / 電圧制御

Research Abstract

本研究は、等価力実験法において油圧型アクチュエータの代わりに、動電型アクチュエータを用いるという新しい手法の提案・検証を目的とする。この最大の理由は、その時点でのアクチュエータ速度・変位に関わりなく、発生力がコイル電流と一対一対応し、かつ電流は非常に正確に発生できるため、等価力実験法にとって動電型が最適と思われるからである。つまり、油圧型アクチュエータに要した力・速度のフィードバックとコントロールが、動電型では不必要と考える。
等価力実験法と振動台実験法の検証を、それぞれ小型アクチュエータと小型振動台を用いて行った。用いた試験体は建物3層モデルであり、等価力実験では各層に1台ずつ動電型アクチュエータを接続し、一方振動台実験では台を動かす動電型アクチュエータを用いた。この実験により、多質点系の実台実速度実験の予備的な検証を行うのが目的である。振動台実験においては、機器の限られた性能により、台の加速度が目標と合致するものではなかった。この実際に得た加速度と質量の積つまり力の時刻歴を、各動電型アクチュエータを固定して再現することはできた。
しかし、試験体が動く等価力実験では、変位ストロークを生じるアクチュエータの力の時刻歴は、目標どおりに再現することは難しかった。以上、この萌芽的研究から一応の実験経験と知見を得ることができたが、目的を達成するためさらなる検討を行っている。今後は、動電型アクチュエータのメーカーと共同で展開研究を行う。