非線形連続系の実験的同定法の開発とその応用

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機械・機器・構造物の動的設計の有力な手段としてモード解析法およびそれをもとにした最適設計法が広く利用されている。従来のモード解析法は線形理論に基づいたものである。実際の機械・機器・構造物は非線形性を示すものが多く,系を非線形系として実験的に同定し,それをもとにして最適設計を行なうことが,最近の厳しい設計条件のもとでは重要課題となっている。本研究では,非線形性を有する機械・機器・構造物などの連続系に適用できる同定法の提案と実用化に向けての開発を目的としている。これまでこの目的のために利用できる同定法は多くなく,筆者らが提案してきたものが一つの同定法であるが,この方法は対応する線形系のモード関数が既知であることを要した。そこで本研究で,実験による動的応答のデータだけでモード関数に代わる関数を自動的に創生する方法を工夫し,これをもとに新しい同定法を提案した。さらに実験データのノイズの影響を敏感に受けないように,統計的手法を併用する方法を提案した。これらの方法によって実用化へ向けて途が開けたと考えている。数値シミュレーションによって,提案した方法の有効性を確認した。次に実際に実験装置を作成し,実験で得られる実際のデータをもとにしても提案した同定法が有効であることを確認した。これらの結果は発表できるまでになった。現在まで,比較的簡単なはり・板・殻を対象にした同定法となっているが,今後は,さらに汎用性を持つよう改良を行い,その上で自動車の足まわり部品のような非線形性の強いものを対象に同定を行い,設計に生かす途を開きたいと考えている。