強非線形ばね特性をもつ多自由度回転軸系のカオス振動の原因の研究

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回転機械には複数のロータが継ぎ手で結合された多スパンロータ系が多くみられる.また,軸受のクリアランスなどに起因して,復元力が極めて強い非線形特性をもつことがある。この研究では,多自由度非線形系の例として,非線形ばね特性をもつ2つのロータが直列に接続された回転軸系をとりあげ,そこに発生する各種の非線形現象を,非線形ノーマルモードという観点から調べた.まず,解析モデルを構築した.つぎに,数値シミュレーションにより振幅変化,安定性,発生範囲などを調べた.その結果,回転体の不つりあいが小さいほうのロータの共振が不つりあいの大きい方のロータより大きくなるということを見つけた.これをモード局在化という.これは振動診断技術の観点から,非常に重要な内容である.さらに分岐現象など,非線形特有に現象も明らかにした.この現象を理論解析によっても調べ,シミュレーション結果とよく一致する共振曲線などを得た.さらに,弾性軸に1個のロータを取り付けた回転軸を2つ直列にし,その間をやわらかいばね剛性をもつカップリングで結合した実験装置を製作した.この装置を用い,上記の現象を検証した.