フレキシブル・マルチボディ・ダイナミクスを用いたコルゲーション現象の解明

使用柔性多体动力学阐明波纹现象

• 批准号: 10450091
• 负责人: 須田 義大
• 金额: $ 4.54万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10450091/
• 关键词: マルチボディシステム; フレキシブルビーム; 連成振動; 大変形; 回転円盤; 非ホロノミック拘束; 弾性接触; 非線形有限要素法; 移動質量; レール; 弾性支持

本研究の目的は、レールや転がり軸受に発生するコルゲーション現象を念頭にして、力学モデルを構築し、接触問題の解明のための物理モデルを検討することである。鉄道レールでは、多くの枕木と弾性体であるレールが締結された構造を持っており、転がり軸受においても同様に、柔軟体を含むマルチボディ・システムとなっている。そこで、フレキシブル・マルチボディ・ダイナミクスの手法を用いて力学モデルを構築し、コルゲーション現象の解析、解明を行う。初年度は、弾性レールが枕木で不連続に支持され、その上を車輪が転がる状態を、フレキシブル・マルチボディ・システムとしてモデル化を行った。さらに弾性レールが大変形した場合を考慮するためにAbsolute Nodal Coordinate法を用いて計算を行った。また構築したモデル、Absolute Nodal Coordinate法を用いた計算の有効性を確認するために、現有装置を利用して新たな実験装置を作製し、実験により検証した。昨年度は、軌道構造や軌道側の振動問題からコルゲーション現象の解明・防止対策を検討することを念頭におき、昨年構築した弾性支持された梁のモデルを利用して、移動質量の速度による影響、梁単体の剛性、弾性支持剛性による影響を数値的に検討した。さらに昨年作成した実験装置を用い実験によりそれぞれの影響について検証実験を行った。これにより、弾性支持された柔軟レール上を移動質量が移動する場合の動特性とレール剛性、支持剛性の関係の基礎的知見を明らかにした。本年度は、車輪運動に対する非ホロノミック条件と弾性接触のモデルをラグランジュ未定乗数法を用い定式化し、昨年度までの「弾性支持された柔軟レール上を移動質量が移動するモデル」を発展させ、「弾性支持された柔軟レール上を弾性円盤転がるモデル」の構築を行った。これにより、弾性支持された柔軟レール上を弾性円盤が転がる際の、並進運動と回転運動を連成させて解くことが出来た。また、実験装置により計算結果を検証した。

The purpose of this study is to determine the purpose of the study , Mechanics モデルをConstruction し, Contact problem のためのPhysics モデルを検 Discussion することである.鉄道レールでは, 多くの Sleeper と弾性体 であるレールが Conclusion されたstructure をhold っており, The 転がり axis is received by the same 様に, and the soft body is むマルチボディ・システムとなっている.そこで、フレキシブル・マルチボディ・ダイナミクスのtechniqueを用いてMechanical construction and construction, analysis and interpretation of コルゲーション phenomenon. In the first year, the sleeper is not connected, the sleeper is supported, the wheel is supported, and the wheel is supported. Status を、フレキシブル・マルチボディ・システムとしてモデル化を行った. When the さらに弾性レールが大変shapedしたoccasion is considered, the するためにAbsolute Nodal Coordinate method is used to calculate the を行った. Absolute Nodal The Coordinate method is used to calculate the validity of the equipment, to confirm the validity of the existing equipment, to use the existing equipment, to create new equipment, and to verify the effectiveness of the equipment. Explanation and prevention measures for the vibration problem on the rail side of the track structure and vibration problems of the previous year, and construction of the previous year The use of the beam's support, the influence of the speed of the moving mass, the rigidity of the beam body, and the rigidity of the elastic support's influence on the numerical value. The した娓験 device was made last year and the い実験によりそれぞれの affects the について検证実験を行った.これにより, elastic support されたsoft レール上をmoving mass がmovable する occasion のdynamic characteristics とレールrigidity, support rigidity のrelational basic knowledge を明らかにした. This year's は, wheel movement に対する non-ホロノミック conditions と弾sexual contact のモデルをラグランジュUndetermined multiplier method is used to formalize it, and the previous year's "elasticity support"されたsoft レール上をmoving mass がmovable するモデル」を発开させ、「弾Sexual support されたsoft レール上を弾性円盘転がるモデル」のconstruct を行った.これにより, elastic support されたsoft レール上を弾性円盘が転がるinteriorの, parallel movement and return to the movement を连成させて解くことが出た. The calculated results of the また、実験 device are verified by the により.

项目成果

生田敏,曄道佳明,須田義大: "移動質量を伴うフレキシブル・マルチボディ・ダイナミクスの基礎的研究"機械力学・計測制御(D&D'99)講演論文集(Vol.A). 99-7. 205-208 (1999)

Satoshi Ikuta、Yoshiaki Torimichi、Yoshihiro Suda：“运动质量的柔性多体动力学的基础研究”机械动力学与仪表与控制论文集 (D&D99) (Vol.A) 205-208 (1999)。

生田・曄道・須田: "移動質量を伴うフレキシブル・マルチボディ・ダイナミクスの基礎的研究" 日本機械学会機械力学・計測制御講演論文集. (発表予定). (1999)

Ikuta、Akimichi 和 Suda：“运动质量的柔性多体动力学的基础研究”日本机械工程师学会机械动力学和仪表与控制讲座论文集（待发表）。

須田義大,小峰久直,岩佐崇史,曄道佳明: "滑りを伴ったコルゲーションの発生・成長機構に関する研究(数値シミュレーションによる発生・成長機構の考察)"第8回交通・物流部門大会講演論文集. 99-59. 223-226 (1999)

须田义宏、小峰久直、岩佐隆、鸟道义明：“伴随滑移的波纹的产生和增长机制的研究（利用数值模拟讨论产生和增长机制）”第8届运输和物流部门会议论文集99-。 59. 223-226 (1999)

曄道佳明,須田義大,曽我部潔: "車輪・柔軟軌道系に対するモデリングと定式化"日本機械学会講演論文集年次大会. No.00・1,Vol.II. 279-280 (2000)

Yoshiaki Torimichi、Yoshihiro Suda、Kiyoshi Sogabe：“车轮/柔性履带系统的建模和公式”日本机械工程师学会年会 No.00・1，Vol.II。

須田義大,小峰久直,岩佐崇史,曄道佳明: "滑りを伴ったコルゲーションの発生・成長機構に関する研究(コルゲーションシュミレ-タの同定試験と発生・成長機構の考察)"機械力学・計測制御(D&D'99)講演論文集(Vol.B). 99-7. 650-653 (1999)

Yoshihiro Suda，Hisanao Komine，Takashi Iwasa，Yoshiaki Torimichi：“研究伴随滑移的波纹的产生和增长机制（波纹模拟器的识别测试和产生和增长机制的考虑）”机械动力学和测量控制（D＆D99） ）讲座论文集（Vol.B） 650-653（1999）。