Study on a vibration isolator using post-buckled properties of nonlinear materials

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まず、ゴム系防振材料と複数の座屈後Γ型はりを組み合わせることで、ゴム系防振材料の除振性能の向上にむけた取り組みを行った。前記の組み合わせによる除振実験装置を製作し、除振性能を実験的に検証した。除振系の1次固有振動数を低減化可能であることは確認したが、低減幅は非常に小さかった。これは、Γ型はりが想定より大きく座屈した結果、Γ型はりの接線剛性がほぼ0になったためと推測される。次に、Cu系形状記憶合金の座屈を用いた除振系の除振性能を実験的に検証した。その結果、これまで用いてきたTi-Ni系形状記憶合金と比べて、低周波領域では性能に大きな差異はなかったものの、高周波領域では高い除振性能を確認した。これはCu系形状記憶合金がTi-Ni系に比べて復元力のヒステリシス特性が小さいことが影響していると考えられる。次に、負のポアソン比を発現する材料を用いた除振系について、有限要素解析を用いた検討を行った。負のポアソン比をもつ材料と一般金属材料を組み合わせ、金属材料の座屈変形が負のポアソン比をもつ材料の変形を促す構造を検討した。その結果、負のポアソン比をもつ材料の変形量が大きくなる領域でシステム全体が負剛性特性を示すことを確認した。