Mechanism of micro-vibration transmission through electric harnesses and its application to dampers

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人工衛星内部の搭載機器が稼働する際に発生する擾乱が観測機器に伝搬することで画像の歪み等の観測結果に悪影響が生じる。本研究の目的は、人工衛星を構成する構体パネルに敷設される電源ハーネスが擾乱の伝達経路でありながら構造要素にもなり得る事実に着目し、電源ハーネスを積極的に擾乱抑止の減衰機構（ダンパ）へとその構造を仕立てる設計手法を構築することである。具体的には、電源ハーネスの束ね方や曲げ方、固縛間隔、構体パネルへの固定間隔といった電気的のみならずダンパとしても最適な構造と敷接方法等を解析的および実験的に明らかにすることであり、これらに関連する研究項目は以下の３つである。１． 構造特性のばらつきを考慮した電源ハーネスのモデル化と構造・電気性能同時最適化２． 超低剛性ハーネス（電源ハーネスのゼロ曲げ剛性化）３． 電源ハーネスのダンパ化令和４年度では、項目１について従来のハーネスの電磁適合性等に関する技術調査をさらに進めた。項目２では改良した試験の結果をまとめ、国内学会で発表した。項目３では試作したハーネス敷設パネル／ビーム構造の振動特性を計測し、これを用いて有限要素法（FEM）による構造数学モデルの剛性や損失係数等のパラメタを同定した。モード解析結果からハーネスの他にハーネスの締結に使用する結束バンドも減衰に寄与していることが明らかとなった。さらに、無限長の周期構造と仮定した波動有限要素法（Wave FEM）による波動伝搬解析からも同様な結果が得られたことで、構造の一部分から全体構造の振動特性が推定できることが明らかとなった。この成果の一部をまとめ、国内学会で発表した。なお、カーボンナノチューブ(CNT)短繊維を撚糸化した布の粘着力（分子間力）をダンパ要素に適用する試行にあたっては、実施したCNTサンプルの荷重試験等の結果から振動減衰を期待する程度の粘性力はほとんど計測されなかった。