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構造物と液体スロッシングの非線形連成振動に関する研究

结构非线性耦合振动与液体晃动研究

基本信息

批准号：
04650221
负责人：
池田隆
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、制振の目的で長方形水槽が取り付けられた構造物が容器の水平方向に正弦外力を受ける場合,スロッシングにより容器壁に作用する流体力の非線形性を考慮して,構造物と水面の正弦波応答,および制振器としての効果について理論的,実験的に調べた.実験では,片持ち梁の先端に質量を取り付けた系を構造物とし,その先端に長方形水槽を取り付けた実験装置を製作した.構造物の加振には,正弦波発生器(現有設備)からパワーアンプ(B&K,2706型)を介して加振器(B&K,4809型)を使用した.構造物の変位は,レーザー式変化センサ(キーエンス,LX2‐03,LX2‐60)により測定した.また,波形の記録装置として,オムニライト(日本電気三栄,8M37)を用いた.以下に,主な成果をまとめる.(1)構造物とスロッシングの非線形連成振動に関する理論解析と基礎となるモード方程式が得られた.(2)そのモード方程式の数値シミュレーションより発生振動数成分を調べ,その結果を用いて調和振動に対する定常解を求め,その安定性の解析を行い,共振曲線を示した.その共振曲線は,数値シミュレーションとよく一致する.(3)長方形水槽は,構造物とスロッシングの同調点における構造物の振幅を十分に小さくする効果をもつ.(4)構造物の共振曲線の形状は水深に依存して変化し,深いときに漸軟形,浅いときに漸硬形となる.(5)正弦外力が比較的大きい場合,同調点付近において,系の2つの固有振動数にほぼ等しい振動数成分が同時に現れる様式をもつ超和差調波振動が発生する.(6)実験により,理論結果と実験結果は定量的にほぼ一致することを確認し,理論解析の妥当性が確かめられた.

For the purpose of damping vibration, this study takes into account the non-linearity of fluid force acting on the wall of the container when the structure is subjected to sinusoidal external force in the horizontal direction of the container. The top of the plate is the mass of the structure. The top of the rectangular tank is the mass of the structure. In order to apply vibration to structures, sine wave generators (existing equipment) were replaced by vibration generators (B & K, Model 2706) and vibration generators (B & K, Model 4809). The position of the structure is reversed, the formula is changed, and the position is determined. The waveform recording device is used for recording the waveform (Japan Electric Power Station,8M37). The following are the main achievements. (1)Theoretical analysis and fundamental equations for nonlinear vibration of structures are derived. (2)The numerical value of the equation is determined by adjusting the number of components of the generated vibration, and the results are obtained by solving the steady-state solution of the harmonic vibration, and analyzing the stability of the system. The resonance curve is shown. The resonance curve is equal to the number of times. (3)The rectangular flume has a structure with a coherent point and a structure with a very small amplitude. (4)The shape of the resonance curve of a structure varies depending on the depth of water, gradually softening at depth, and gradually hardening at shallow depth. (5)When the sinusoidal external force is large and the coherence point is close to each other, the natural vibration number of the system is equal to the vibration number of the system, and the vibration number components of the system are simultaneously present. (6)The theoretical results are consistent with the quantitative results, and the validity of the theoretical analysis is confirmed.