樹脂複合型制振鋼板の制振特性の同定および制振性能の予測に関する研究

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制振鋼板はその高い制振性能により様々な分野で使用されつつある.これに伴い制振鋼板の有効利用のための技術の確立が望まれている.本研究ではこのための基礎となる制振鋼板の樹脂特性の同定に関する研究を行った.はじめに樹脂特性を同定するためのアルゴリズムに関して考察を行った.制振鋼板の制振メカニズムはこれまでに多くの研究者によって報告されており,樹脂のせん断変形に起因する.このため運動方程式を定式化するときに鋼板層の軸方向の伸びを変数に取る必要がある.ただし,実験では鋼板層の軸方向の伸びを測定することは非常に困難であるため,たわみ振動のデータのみから樹脂特性を同定するための手法を考案した.次に,購入したパーソナルコンピュータを用いて,考案した同定手法のアルゴリズムに基づいてはり状の制振鋼板から樹脂の剛性率を同定するためのプログラムを作成した.作成した同定プログラムが正しいかどうかを調べるため,有限要素法により制振鋼板の動的応答を数値的に求め,同定の数値シミュレーションをパーソナルコンピュータ上で行った.その結果,同定プログラムが正しいことを確認した.次に実験装置を作成した.実験は加振器によりはり状の制振鋼板を加振し,購入した変位センサでたわみを測定し,パーソナルコンピュータによりデータを収集した.このデータから同定プログラムにより同定を行った.得られた結果から制振鋼板全体としての損失係数を求め,実験によって測定した損失係数と比較した.この結果は期待したほど精度の良いものではなかった.この原因を調べるため実験データを詳しく分析した.その結果,制振鋼板の減衰特性は非線形性をもち,これまでに報告されてきたモデルでは不十分であることがわかった.制振鋼板の制振性能を精度よく評価するためにはこの非線形性まで考慮に入れる必要のあることが新たにわかった.