| 号数 | ばね論文集 66 号（ 2021 年） |
| ページ数 | pp.59-66 |
| 種類 | 論文 |
| 論文名 | 安定度規範に基づくヒステリシス減衰型二重動吸振器の最適設計 |
| Title | Optimal Design of a Series-Type Double-Mass Hysteretically Damped Dynamic Vibration Absorber Based on the Stability Criterion |
| 著者 | 浅見敏彦1)，山田啓介2) |
| Author | Toshihiko ASAMI1),Keisuke YAMADA2) |
| 抄録 | 実用に供されている多くの動吸振器は，コイルばねと粘性ダンパの代わりに，復元性能と減衰能を併せ持つ防振ゴムのような高分子材料が用いられている．このような高分子材料が生み出す減衰力は，物体間の相対速度ではなく相対変位に比例して変化するヒステリシス減衰特性を有していることが知られている．本論文では，二つの質量を直列に接続した二重のヒステリシス減衰型動吸振器の最適設計式が提案される．その設計規範には，主系の自由振動応答を最短時間で減衰させることを目標とする安定度最大化規範が採用された．研究の結果，主系に減衰が存在しない場合には，極めて簡単な形の設計式を導出することに成功した．その最大化された安定度指標の値は，(ばね論文集 No.65 にて発表した) 単一質量のヒステリシス減衰型動吸振器の 1.7 倍にもなることが明らかになった．主系に減衰がある場合には，そのような簡単な計算式は得られないが，ある六元連立の代数方程式を解くことによって最適解が得られる．数値計算の結果，減衰系の場合には無減衰系に比べてさらに安定度が増加することが明らかになった．系の安定度が増加すると，自由振動が早く収束するだけでなく，周波数応答における共振点の高さがより低くなることが示される． |
| Abstract | In most dynamic vibration absorbers（DVAs）used in practical applications, polymeric materials having energy restoring capability and damping effect are used instead of coil springs as spring elements. It is known that the damping force for such polymeric materials has hysteretic characteristics and varies in proportion to the relative displacement rather than the relative velocity between objects. This paper proposes an optimal design formula for a double-mass hysteretically damped DVA with two masses connected in series. For the design of the DVA in this study, the stability maximization criterion, which attenuates the free vibration response of the primary system in the shortest time, was adopted. It was found that the optimal design expression for installing the series-type double-mass DVA on an undamped primary system can be expressed by a very simple formula. The maximized stability index which determines the speed of vibration convergence in the double-mass DVA system was 1.7 times higher than that of the corresponding single-mass DVA. When there is damping factor in the primary system, the optimal design condition for the DVA cannot be expressed with such a simple formula, however an equation for this calculation is presented in this paper. The equation can be easily solved numerically, and the results show that the stability of the system is further increased compared to the undamped primary system. |
| 著者の所属 | 1)兵庫県立大学 2)関西大学 |
| Belonging | 1)University of Hyogo 2)Kansai University |
| Key Words | Vibration Suppression, Hysteretically Damped Dynamic Vibration Absorber, Optimal Design,Exact Algebraic Solutions |