大形テンタゲートの自励的定常振動の実地調査と理論解析手法の確立

大触手自激稳态振动现场调查及理论分析方法的建立

基本信息

批准号：
17760186
负责人：
阿南景子
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Ashikaga Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

テンタゲート式水門の引き起こす自励振動問題を明らかにするために、テンタゲートの縮小モデルを用いた実験、実用テンタゲートにおける振動実地調査および理論解析を行ってきた。実用テンタゲートの振動実地調査米国・カリフオルュア州で実用されているテンタゲートについて振動の実地調査を行った。実験は、総質量約24トンのテンタゲート2基を対象に、California Department of Water Resources、US Army Corps of Engineers、大阪電気通信大学石井徳章教授の協力を得て実施した。研究代表者らが以前から提案している鋼棒切断加振法により、流水中で巨大なゲートを効率的に加振し、そのときのゲートの振動応答を計測した。解析の結果、ゲートは水位・開度等の条件により、動的安定/不安定を行き来するきわめて不安定な状況にあることが分かった。研究代表者らが導いた自励振動発生のための初期変位量(摩擦の閾値を超える初期変位量)に関する解析の検証を行うことができた。さらに、動的安定/不安定の判別に関する理論解析法の検証を行うこともできた。モデル実験テンタゲートの2次元モデルおよび3次元モデルを用いた実験を行い、自励振動特性、振動発生時の圧力や放水流の挙動等を詳細に調べた。特に、ゲートを巻上げるワイヤーロープ(ばね)の非線形性に着目し、ばね定数や放水口の開度等をさまざまに変化させて、振動特性の計測を行った。理論解析振動実地調査で得られた結果および、これまでに行ってきたモデル実験の結果を元に、自励的定常振動を理論的に表現することを試みている。解析手法の確立にはいたっていないが、現象をモデル化し、解析を試みている段階である。

为了阐明由帐篷门类型漏斗引起的自振动振动问题，我们使用了较小的帐篷门模型进行了实验，实用的帐篷门中的振动现场调查以及理论分析。实用帐篷门振动的现场调查，我们对美国卡利普尔·奥勒（Caliphor-Olure）实用的帐篷门进行了现场调查。该实验是通过加利福尼亚水资源部，美国陆军工程兵团和大阪电信大学的Ishii Tokuaki教授的合作进行的，两次tenterergates，总计约24吨。使用研究人员以前提出的钢筋切割和振动激发方法，在自来水下有效地激发了一个巨大的栅极，并且当时测量了栅极的振动响应。分析表明，由于水位和开口等条件，该栅极处于极不稳定的状态，在动态稳定性和不稳定之间移动。研究人员能够验证对初始位移量（超过摩擦阈值的初始位移量）的分析，以产生自激发振动。此外，还可以验证理论分析方法以区分动态稳定性/不稳定性。模型实验，我们使用二维和三维模型的帐篷门进行了实验，以详细调查自兴奋的振动特征，产生振动时的压力以及排水流的行为。特别是，专注于抬高栅极的金属绳（弹簧）的非线性，通过改变弹簧常数和水出口的开口程度来测量振动特性。基于从迄今为止进行的理论分析和模型实验的现场调查获得的结果，我们试图从理论上表达自激发的稳定振动。尽管尚未建立分析方法，但目前正在建模现象并试图进行分析的过程中。