垂直励振を受ける構造物と液体容器内スロッシングの非線形連成振動に関する研究

液体容器垂直激励结构与晃动非线性耦合振动研究

基本信息

批准号：
07650285
负责人：
池田隆
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,特に液体容器の制振性能に注目し,部分的に水で満たされた長方形容器,あるいは円筒容器をもつ構造物を扱い,垂直方向に正弦的な外力を受ける構造物と水面のスロッシングとの連成系について理論的,実験的に調べた.その結果,以下の知見を得た.(1)長方形容器内の液面挙動と構造物の連成振動の挙動は,円筒容器を用いた場合と類似している.(2)理論解析では線形係数励振系の不安定領域の発生位置について調べた結果,液面挙動に対する運動方程式中の係数励振項の係数は一定ではなく,主振動系の共振点付近で大きな値となるため,一般の一定係数の係数励振系に加え,新たに不安定領域が発生し得る.(3)実験では,スロッシングが励起される範囲は線形解析によって求められる不安定領域とほぼ一致する結果が得られたが,流体力の非線形性に起因して液面変位は有限振幅となり、その共振曲線は軟化ばねタイプとなる.(4)実験では,同調条件,すなわち構造物の固有振動数と液面スロッシングの固有振動数との関係に依存して,構造物の変位にスロッシングに影響される場合と影響されない場合がある.(5)上記(4)では,液面変位が外力の1/2倍の振動数で振動する場合には構造物と液面スロッチングは比較的顕著に連成するが,一方,液面が外力と同じ振動数で振動する場合には構造物と液面スロッシングの連成は弱い.(6)水深に依存して,構造物および液面の共振曲線の形状に変化が現れる.今後は,構造物とスロッシングの非線形連成振動を解析し,既に得た実験結果と一致する理論結果を求めることにより,連成系の特徴を把握するとともに,液体ダンパーとしての最適な容器寸法,形状を検討する予定である.

在这项研究中，我们特别关注液体容器的阻尼性能，并考虑部分充满水的矩形或圆柱形容器的结构以及晃动。通过对该系统进行了理论和实验研究，得到了以下结论：（1）矩形容器中的液位行为和结构的耦合振动行为与使用圆柱形容器时相似。 (2) 理论分析，线性关系为通过研究多振荡系统中不稳定区域的出现位置，我们发现液面行为运动方程中的系数激励项的系数不是恒定的，而是在接近主要振动系统的共振点，因此它不是一个一般常数。除了系数激励系统之外，还可能出现新的不稳定区域。 (3) 在实验中，晃动的激励范围几乎与系统的晃动一致。由线性分析确定的不稳定区域，但由于流体力的非线性(4) 实验中液面位移变为有限幅值，其共振曲线变为软化弹簧式结构位移。 (5) 在上述(4)中，当液位位移以外力的1/2频率振动时，结构与液位晃动比较显着耦合，另一方面，当液体表面以与外力相同的频率振动时，结构和液体表面晃动之间的耦合较弱。 (6)结构和液体表面的共振曲线的形状随外力的变化而变化。未来，建筑物和slossi将会出现。通过分析阻尼器的非线性耦合振动并获得与已获得的实验结果相匹配的理论结果，我们计划了解耦合系统的特性并研究作为液体阻尼器的最佳容器尺寸和形状。