増分伝達剛性係数法による大規模非線形構造物の振動解析システムの開発

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増分伝達剛性係数法による大規模非線形構造物の振動解析システムの開発

フォーマット:
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
タイトル(他言語):
Development of a system of vibration analysis for large scale nonlinear structures by using the incremental transfer stiffness coefficient method
責任表示:
近藤 孝広(九州大学・工学部・教授)
KONDOU Takahiro(九州大学・工学部・教授)
本文言語:
日本語
研究期間:
1997-1998
概要(最新報告):
本研究は、大規模系の非線形振動問題に対する高性能な近似解計算法とその安定判別法とを新たに開発するとともに、実際の設計作業に供し得るような実用的な振動解析システムを構築することを目的として実施されたものであり、次のような知見を得た。 1. 回転機械などに多く見られるような複数の非線形支持部を有する一様直線はりの強制振動を対象に、調和バランス法と伝達剛性係数法を増分法の概念を介して融合した増分伝達剛性係数法を適用し、その有効性と可能性について詳細な検討を行った。定式化にあたり、はり自体は線形であるものとし集中系としてモデル化した。支持部の非線形特性としては、通常の連続非線形ばねや連続非線形減衰のほかに、ガタや摩擦に基づく断片線形特性をも考慮した。さらに、内部に屈曲部や分岐系を有する一般的な配管系をモデル化した二次元および三次元樹状構造物に本手法を適用し、面内縦・曲げ連成振動および縦・曲げ・ねじり連成振動を取扱った。 2. 理論解析結果に基づいた各種のプログラムを作成し、計算速度や計算精度、必要なメモリ量等の観点から詳細な性能評価を実施することにより、本手法の有効性を実証した。その結果、解析可能な対象が従来の手法に比べて格段に拡大することが明らかになった。 3. 本手法で得られた近似解に対する安定判別法を定式化した。原理的には系の変分方程式に付随する特性乗数または特性指数を求めることによって安定判別が可能となるが、大規模系に対してはこれらを数値的に求めることは極めて困難である。そこで、モード解析の概念を援用することにより、系の安定性を支配する少数のモードのみを抽出した低次元化モデルを用いて高速かつ高精度に安定判別を行う方法を新たに開発した。また、具体的な例題により、従来の安定判別法と比較して、計算精度はほとんど損なうことなく計算速度は劇的に向上できることを確認した。 続きを見る
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