柔軟な構造を用いた免制震システムに関する研究

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柔軟な構造を用いた免制震システムを最適化によって実現するため,本年度は以下のような成果を得た。1.釣合い経路を指定した柔軟なメカニズムを,精密機器を支持する支承に設置し,上下方向のホワイトノイズや周期外乱の入力に対する応答加速度を低減できることを示した。また,ダンパーを並列に設置することにより,より大きい応答低減効果があることを示した。2.上記1の上下方向免震構造に対して設計応答スペクトルに適合する地震波(告示波)を入力し,時刻歴応答解析動的解析を実行することにより,地震時の応答加速度や相対変位が低減できることを検証した。これによって,積層ゴムなどの特別な材料を用いずに,柔軟構造によって免震機構を設計することができ,材料の劣化とは無関係なロバストな免震構造を実現できた。3.スナップスルーによって変形速度が増幅される現象を利用して,マスダンパーの変形抑制効果を向上させるため,バネを多自由度系でモデル化し,バネ剛性や質量分布をパラメトリックに変化させて検討した。また,スナップスルーを実現する柔軟な部材の剛性パラメータと幾何学的形状をパラメトリックに変化させて,さまざまなレベルの正弦波や地震波を入力して減衰効率を検討した。さらに,ダンパーの性能に大きく関係するパラメータを特定し,最適化手法によってパラメータをチューニングするための発見的最適化手法を提案した。4.上記のマスダンパーを用いると,複数のモードが卓越する場合の応答や,上下と水平方向成分を同時に考慮した時の応答を,効率よく低減できることを示した。