2019 Fiscal Year Annual Research Report
新型複素モード解析を基盤とする自励系および非線形系の高性能振動解析システムの開発
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17H03191
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
近藤 孝広 九州大学, 工学研究院, 教授 (80136522)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松崎 健一郎 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (80264068)
石川 諭 九州大学, 工学研究院, 准教授 (60612124)
森 博輝 九州大学, 工学研究院, 准教授 (50451737)
盆子原 康博 宮崎大学, 工学部, 准教授 (10294886)
宗和 伸行 九州大学, 工学研究院, 助教 (40304753)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 機械力学・制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
モード解析は，現在の振動解析において不可欠な解析ツールである．とくに，質量行列と剛性行列がともに正定性を有する線形比例減衰系に対しては実モード解析による完全なモード分離が可能で，大規模系に対する低次元化法も整備されているなど，周波数応答解析手法としてはほぼ完成の域に達しているといえる．係数行列がこの条件を満たさない場合であっても複素モード解析を適用すると完全なモード分離が可能になるが，得られるモード方程式が1階の複素常微分方程式になることから，従来の複素モード解析には力学的現象のメカニズム解明に不可欠なエネルギー的検討に適さないという弱点がある．
このような弱点の克服を目指して，研究代表者は従来の複素モード解析を改良し，非比例減衰系や非対称行列系においても完全にモード分離された2階の実常微分方程式の形式でモード方程式を導出できる実相似変換則を新たに見出した．この変換則によると，線形系に関しては適用対象に関する制約条件がほぼ取り除かれた非常に汎用性の高い強力なモード解析法（新型複素モード解析法と呼ぶ）を新たに開発することが可能になる．
本研究課題では，新型複素モード解析を基盤的ツールとして用いることによって，従来のモード解析では取り扱いが困難であった多自由度線形自励振動系および大規模非線形系に対する高性能な振動解析システムを開発した．前者に対しては，非等方性軸および異方性支持軸受を有する弾性回転軸系などで見られるような非対称係数励振モデルで生じる自励振動現象を対象として，新型複素モード解析による低次元化を利用した安定判別法の理論的基盤を整備し，具体例に対する数値計算によりその有効性を確認した．大規模非線形系に対しては合理的かつ高精度の低次元化法を開発するとともに，実際の機械システムで現れる様々な具体例に適用して，支配的なモードを適切に判別する方法の開発とその有効性の検証を行った．
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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