2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of innovative vibration absorber and its application for automatic transmission for cars
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18H01396
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
劉 孝宏 大分大学, 理工学部, 教授 (60230877)
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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)
中江 貴志 大分大学, 理工学部, 准教授 (80579730)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 回転体の振動 / 動吸振器 / 強制振動 / 非線形振動 / オートマチックトランスミッション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，自動車用エンジンに起因したねじり振動を制振するため，高い振動減衰能を有する遠心振子動吸振器および振動減衰のための新たなロックアップダンパについて，最適設計手法を確立することを目的としている。平成31年度は，遠心振子動吸振器の理論的最適化を図るため，多項式関数を用いた軌道に対し，遺伝的アルゴリズムを活用し，最も制振効果が高くなる軌道を求めることができた。その結果，従来の円軌道やエピサイクロイド軌道より高い制振性能が得られることがわかった。その成果を6th International Conference on Applications & Design in Mechanical Engineeringにて発表し，Best Paper Awardを獲得した。また，新たな軌道として楕円軌道を用いた設計手法についての提案を行い，日本機械学会九州支部沖縄講演会で発表した。また，さらなる制振性能向上を目指したリンク型動吸振器について，理論解析および数値計算プログラムの作成を完了し，数値計算を開始することができた。
実用化を目指したダンパにおける非線形性に対する理論解析については，ダンパの断片線形特性に起因した1/2次分数調波振動に対する動吸振器の影響について，数値計算を完了し，動吸振器が1/2次分数調波振動を制振可能であることを明らかにした。その結果を，国際会議26th International Congress on Sound and Vibrationおよび日本機械学会九州支部沖縄講演会で発表した。
遠心振子動吸振器の基礎実験については，理論的な最適化は完了し，装置の不具合を修正するための改良を行ったが，予想された制振性能が得られておらず，さらなる改良が必要である。トルク伝達経路を最適化する基礎実験については，実験装置の改良が完成し，基礎実験を開始することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成31年度は，(1)遠心振子動吸振器の理論的最適化，(2)最適軌道動吸振器および高い減衰能を有する機構を用いた動吸振器の基礎実験，(3)振動減衰のための新たなロックアップダンパ部トルク伝達経路の検討および(4)ダンパにおける非線形性を考慮した理論解析の４テーマを実施した。(1)に関しては，多項式関数を用いた軌道に対し，遺伝的アルゴリズムを活用して最適軌道を求めた。また，楕円軌道を用いた遠心振子動吸振器の設計手法について提案することができた。さらに，リンク型動吸振器の理論解析および数値計算のスタートできた。その成果をInternational Conference on Applications & Design in Mechanical Engineeringや日本機械学会九州支部沖縄講演会で研究発表を行っている。(2)に関しては，実験装置の不具合を修正した新たな実験装置を設計・製作し，実稼働ができた。また，リンク型動吸振器を用いた基礎実験装置に対する理論解析を実施し，基礎実験装置の設計を開始した。遠心振子動吸振器の実験では，制振効果は得られているものの，予想された制振効果には至っておらず，さらなる改良が必要である。(3)に関しては，実験装置の改良が完成し，基礎実験を開始できた。(4)に関しては，ダンパの断片線形特性に起因した1/2次分数調波振動を制振するための動吸振器の最適設計法を理論および基礎実験により検証し，その成果を国際会議International Congress on Sound and Vibrationおよび日本機械学会九州支部沖縄講演会で発表した。遠心振子とトルク伝達経路の設計法を検証する基礎実験については，やや遅れがあるが，特に遠心振子の理論解析や非線形振動の解析の面で良い成果が得られており，研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度は，遠心振子動吸振器のさらなる性能向上，リンク型動吸振器の最適設計手法に関する研究，ダンパの非線形性を考慮した理論解析と基礎実験および遠心振子およびダンパのトルク伝達経路の効果を検証するための基礎実験について実施する。具体的には以下のように実施する。
(1) 遠心振子動吸振器のさらなる性能向上：遠心振子動吸振器は，円軌道からのわずかな軌道修正のみを検討しているが，昨年度すでに理論解析を開始した楕円軌道のように，円軌道以外の軌道をベースにした検討も可能である。遠心振子動吸振器のさらなる制振性能向上を目指した新たな設計手法の開発にチャレンジする。
(2) リンク型動吸振器の最適設計手法に関する研究：リンク型動吸振器は，従来型の遠心振子動吸振器と異なり，遠心力が作用する質量以外の部材から構成することも可能となり，制振効果を飛躍的に向上することができる可能性がある。本年度は，リンク型動吸振器の制振性能を理論的に検証し，その最適化を検討する。また，様々なリンク型動吸振器の検討も並行して実施する。
(3) ダンパの非線形性を考慮した理論解析と基礎実験：ダンパの断片線形特性に起因した1/2次分数調波振動に対し，取り付けた動吸振器の質量効果や，振り子型動吸振器の影響について，理論および実験的に検証する。
(4) 遠心振子およびダンパのトルク伝達経路の効果を検証するための基礎実験：昨年度の遠心振子動吸振器の基礎実験は，想定した制振性能が得られていないため，ハイスピードカメラの情報や，トルク変動の情報をもとに，解析結果との比較検討を行い，制振性能向上のための改良をさらに実施する。また，トルク伝達経路の効果を検証する基礎実験では，制振性能を確認するとともに，必要に応じ改良を加え，理論解析結果との整合性を確認する。
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