タケダ　マサカズ   Masakazu Takeda   武田　真和    所属   追手門学院大学  理工学部 機械工学科    職種   講師
研究期間	2019/04/01～2023/03/31
研究課題	極限環境での回転計測システム提案とマルチボディダイナミクスによる運動解析と最適化
実施形態	科学研究費補助金
研究委託元等の名称	日本学術振興会
研究種目名	基盤研究(C)
研究機関	青山学院大学
研究者・共同研究者	菅原 佳城,武田 真和
概要	本研究対象に対し柔軟な梁が偏芯カムに接触する際の定式化を行う必要がある．このような接触問題は偏芯カムと梁に限らず剛体と柔軟構造物の接触問題に帰着することができるものの，そのような問題に対する確立された方法はない．そこで，本研究では基礎的な検討として両端が支持された柔軟梁が梁の中央でたわむ際に平面と接触する運動の定式化を行った．また，柔軟性によって発生する課題は接触点や接触面などの接触領域の決定とその接触力の取り扱いであり，それらにより着目した検討ができるように，梁は十分に柔らかく大きな変形が発生するという前提として，定式化における提案を行った．提案する定式化手法は２つの点「①柔軟梁の接触領域の決定」および「②接触領域に基づく接触力の導出」から構成される． 「①柔軟梁の接触領域の決定」では，接触面がないとした際に柔軟構造部がたわむことでカテナリー曲線を描くという前提のもと，接触面とカテナリー曲線の交点を導出し，その結果得られる平面に貫入している領域を接触面として決定した．近似的な解になるものの，ある精度をもって解析的に領域を決定することが可能である． 「②接触領域に基づく接触力の導出」では，前述の①によって決定した領域に対し，有限個のバネと質量から構成される多自由度系と見なし，各質量に対して接触面とのノンスムースな摩擦モデルの適用を行った．本提案手法によって摩擦によるスティックスリップ現象等の接触面の特有の現象が容易に表現可能となる． 以上の提案手法を用いた数値解析を行った．接触面の法線および接線方向の接触力の影響を評価するために，柔軟梁を支える片端を移動させた際のシステムの運動を評価した．その結果として柔軟体の挙動が定性的に物理的な解釈が可能なものが得られ，さらにスティックスリップ現象も確認することができた．一方，スティックスリップ現象とは異なる高周波の運動も確認された．
PermalinkURL	https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19K04277