機械システムにおける自励振動の対策法

机械系统自激振动的对策

基本信息

批准号：
08J03164
负责人：
中江貴志
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は発生メカニズムの異なる自励振動系に抑制対策として動吸振器を適用し,あらゆる自励振動を完全に抑制できる動吸振器の最適設計法を体系化することにある.本年度は流体力係数が流れに向かう角度(抑え角)に依存して負性抵抗を有し,発生するギャロッピング現象に着目し,この自励振動を動吸振器を用いて抑制することを実験および解析で試みた.ギャロッピング現象は送電線に一定の速い風が吹き付ける際によく発生する現象として知られている.本年度はバネで支持された溝型のアルミ材の主系に強風を送りギャロッピングを発生させるとともに,アルミ材に動吸振器を搭載して抑制実験を行った.さらに,負性抵抗を有する最も基礎的な1自由度非線形自励系であるレイリーの式を用いてギャロッピングをモデル化し,この自励系に動吸振器を取り付けたときの抑制効果を非線形解析し,実験との比較を行った.実験および解析結果から,ギャロッピングを完全に抑制するためには動吸振器の固有振動数はギャロッピングの振動数に一致させること,つまり最適同調が必要であることがわかった.動吸振器に付加する減衰には最適減衰が存在することがわかった.また抑制可能な動吸振器の固有振動数領域よりも低い領域では主系と動吸振器は逆位相で振動するのに対して,高い領域では両者は同位相で振動することがわかった.これは位相差を見ることで最適同調領域の予測を立てることに利用できると考える.以上の動吸振器の特徴は,過去に取り扱った負性抵抗に起因して発生する自転車用ディスクブレーキの鳴き現象に適用できる抑制可能な動吸振器の設計法と一致した.しかし,昨年度取り扱ったクーロン摩擦に起因する係数行列の非対称性によって発生する自動車用ディスクブレーキ鳴きを抑制するための動吸振器の特徴とは,動吸振器に必ずしも減衰を必要としない点で異なる特徴を示した.

本研究的目的是将动力吸振器作为抑制措施应用于不同产生机制的自激振动系统，系统化能够完全抑制所有自激振动的动力吸振器的优化设计方法。流体力系数指向流动方向针对因抑制角度而产生的负阻力而产生的飞驰现象，我们进行了实验和分析，尝试使用动态吸振器来抑制持续快速风吹时的自激振动。众所周知，这种现象经常发生。今年，我们进行了实验，通过向由弹簧支撑的槽形铝材料的主系统输送强风，并在铝材料上安装动力减振器来抑制飞驰。有负电阻。我们利用最基本的一自由度非线性自激系统瑞利方程对舞动进行了建模，并对在该自激系统上附加动态吸振器时的抑制效果进行了非线性分析，并进行了比较从实验和分析结果来看，结果发现，为了完全抑制舞动，动态吸振器的固有频率必须与舞动频率相匹配，即需要优化调整，我知道它是存在的。还发现，在低于可抑制动力吸振器的固有频率区域的区域中，主系统和动力吸振器以相反的相位振动，而在较高的区域中，它们都以相同的相位振动。因为可以通过查看相位差来确定最佳调谐区域。我们相信它可以用来做出预测。上述动态吸振器的特点是动态吸振器的设计，可以抑制自行车盘式制动器因负阻力而发生的尖叫现象，我们已经处理过在过去，这是符合法律的。我们去年讨论过的用于抑制由库仑摩擦引起的系数矩阵不对称而引起的汽车盘式制动器尖叫声的动态吸振器的特性与动态吸振器不一定需要阻尼Ta的特性不同。