断続外力による柔軟構造物の制振に関する研究

间歇性外力作用下柔性结构振动控制研究

基本信息

批准号：
16760187
负责人：
軽部周
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Oita National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は,外力を断続的に与えることで柔軟構造物に生じる大振幅の振動を制振させることである.柔軟構造物のモデルとして,座屈した板ばねを考える.座屈した板ばねの反力は変位の3乗に比例し,これに強制振動を与えた系をダフィング系と呼ぶ.前年度では,板ばねを用いたダフィング系の実験装置を試作し,板ばねに断続外力を与えることで振動が抑制される現象があることを実験的に確認した.しかし,振動が抑制されるメカニズムについては不明であった.また,強制外力を偏心おもりをつけたモータで与えており,強制外力の振幅が一定でないという問題があった.今年度は,前年度の問題を解消するために実験装置に加振器を用い,強制外力を正確な正弦波状にして実験を行った.今年度の装置においても前年度同様,振動が抑制される現象が生じた.周波数掃引実験を行ったところ,強制外力の周波数を増加させた場合と減少させた場合で系に生じる振動状態が変化する領域がある,すなわちヒステリシスが発生していることが確認された.更に,これまで確認されてきた断続外力による制振現象は,ヒステリシスのある周波数帯で発生していることが確認された.以上から,断続外力による制振効果のメカニズムは,「系の安定解が複数あるパラメータ領域において断続外力を与えることで,系の振動状態が振幅の大きな安定状態から振幅の小さな別の安定状態へとシフトするため」であることがわかった.ダフィング系と同様,柔軟構造物は一般に非線形系なのでヒステリシスが発生している可能性があり,本手法が有効であると考えられる.

本研究的目的是通过间歇性施加外力来抑制柔性结构中发生的大幅振动。作为柔性结构的模型，我们考虑屈曲板簧。屈曲板簧反作用力与位移的三次方成正比，施加强迫振动的系统称为杜芬系统。去年，我们原型制作了一个使用板簧的杜芬系统实验装置，通过对叶片施加间歇性外力春天，我们的振动被抑制然而，抑制振动的机制尚不清楚。而且，今年为了解决振动问题，通过配备偏心锤的电机施加强制外力，并且强制外力的振幅恒定。去年，我们在实验设备中使用了振动器，并以精确的正弦波形式进行了强制外力实验。同样，当我们进行频率扫描实验时，我们发现存在一个区域，当强制外力的频率增加和减少时，系统中产生的振动状态会发生变化。，即，出现滞后。此外，已经证实，迄今为止已确认的由间歇性外力引起的振动衰减现象出现在具有滞后的频带中。连续外力产生阻尼效应的机理如下：“通过在系统存在多个稳定解的参数区域内施加间歇性外力，系统的振动状态从稳定状态转变为与杜芬系统一样，柔性结构通常是非线性系统，因此可能会出现滞后现象，这种方法被认为是有效的。