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アクティブ・エアバッグシステムを適用した構造物の制震フレーム補強構造の開発

应用主动安全气囊系统的结构减振框架加固结构的开发

基本信息

批准号：
11750510
负责人：
向井洋一
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、(1)耐力の不足する部分を有する建築構造物を適切に補強する手法の開発、(2)過大入力に対する制御装置の安全機構を備えつつも最大限度の駆動が可能な制御システムの開発を目的としており、(1)について、制震フレーム補強方式を提案し、これを(2)の条件を満足するような衝撃緩和装置として導入するために、新たな制震構造であるアクティブ・エアバッグシステムの提案を行うとともに、その有効性について解析ならびに実験による検証を行った。1.エアシリンダを適用したアクチュエータ系、弾性補助支持による制震フレーム系、並びに離散型最適制御法を適用した制御アルゴリズムの基本性能評価を行い、数値解析、並びに実験的検証の結果の整合性について検討を行った。2.エアシリンダの空圧の調整速度に関するシステムの追従特性を定量的に評価し、アクティブ・エアバッグシステムを対地震制震システムとして導入するためのアクチュエータ系の設計条件について明らかにした。3.アクティブブレースを用いた制震構造システムとの性能比較により、アクティブ・エアバッグシステムにおける制御装置の安全機構の定量的特性について評価を行い、目標クライテリアに応じた制震フレーム系の設計条件について明らかにした。4.種々の外乱に対するアクティブ・エアバッグの動特性の実験的計測結果に基づき、アクティブ・エアバッグを駆動するための制御アルゴリズムとしての離散型最適制御法の適用について、詳細な数値解析を行い、離散型最適制御法の適正なチューニング法について明らかにした。5.以上の検証により得られたデータを分析し、アクティブ・エアバッグシステムを用いた制震フレーム補強方式を利用し、より有効な制御効果を得るための制御法・制御装置の今後の実用的改良についての重要な方向性についての提案を行った。

This study includes: (1) the development of appropriate reinforcement methods for building structures due to insufficient endurance;(2) the preparation of safety mechanisms for control devices due to excessive penetration;(1) the development of possible control systems; and (3) the development of appropriate reinforcement methods for building structures due to excessive penetration. The condition of the impact mitigation device is sufficient for the implementation of the new earthquake control structure. 1. Basic performance evaluation of control system, numerical analysis, and integrated evaluation of test results for discrete optimal control method. 2. Quantitative evaluation of the characteristics of the system related to the adjustment speed of the air pressure, and introduction of the design conditions of the system. 3. The quantitative characteristics of safety mechanism of control device are evaluated according to the design conditions of earthquake control system. 4. Application of discrete optimal control method in the calculation of the dynamic characteristics of the discrete optimal control method based on the basic theory, the detailed numerical analysis and the discrete optimal control method. 5. The above-mentioned problems have been analyzed and analyzed, and suggestions have been made on the improvement of the important directivity of the control device in the future.