構造系における境界条件・結合条件の実験的同定法の開発

現在,構造設計に広く用いられている有限要素法などの数値解析法や,部分の特性を結合して全体の特性を把握しようとする部分構造合成法などによる対象物の特性の予測が,特に動的問題において精度よい結果ならない原因として,境界条件や結合条件の正確な把握の困難さが挙げられる.この研究では,この問題の解決のため,はりや板のような構造物を対象にして,境界条件・結合条件の同定法を提案し,一般化に向けての問題点を検討した.提案した方法は,境界部をばねとダンパおよび等価な質量と慣性モーメントでモデル化し,理論的な数学モデルと対象物本体の動的応答の実験データを用い,境界部・結合部のパラメータを,ハ-モニックバランスの原理に基づいて定めるものである.はじめ境界部・結合部が線形の場合について同定法を提案し,ついで非線形の場合に適用できるよう一般化した.数値シミュレーションによりこれらの手法が有効であることを確認した.またはりに対して,実際に実験を行い,ノイズのある実験データを用いても,提案した手法が有効であることを確認した.最後に応用例として,自動車のパワートレイン部に用いられる軸受け部に提案した同定法を応用し,その特性を把握し,設計に利用できるデータを得た.ここで提案した手法を,任意の構造物に適用できるよう汎用性を持たせた手法として一散化することは難しくないと考えている.

現在,構造設計に広く用いられている有限要素法などの数値解析法や,部分の特性を結合して全体の特性を把握しようとする部分構造合成法などによる対象物の特性の予測が,特に動的問題において精度よい結果ならない原因として,境界条件や結合条件の正確な把握の困難さが挙げられる.この研究では,この問題の解決のため,はりや板のような構造物を対象にして,境界条件・結合条件の同定法を提案し,一般化に向けての問題点を検討した.提案した方法は,境界部をばねとダンパおよび等価な質量と慣性モーメントでモデル化し,理論的な数学モデルと対象物本体の動的応答の実験データを用い,境界部・結合部のパラメータを,ハ-モニックバランスの原理に基づいて定めるものである.はじめ境界部・結合部が線形の場合について同定法を提案し,ついで非線形の場合に適用できるよう一般化した.数値シミュレーションによりこれらの手法が有効であることを確認した.またはりに対して,実際に実験を行い,ノイズのある実験データを用いても,提案した手法が有効であることを確認した.最後に応用例として,自動車のパワートレイン部に用いられる軸受け部に提案した同定法を応用し,その特性を把握し,設計に利用できるデータを得た.ここで提案した手法を,任意の構造物に適用できるよう汎用性を持たせた手法として一散化することは難しくないと考えている.