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機械宇宙学科 分野紹介

構造ダイナミクス分野
教  員
タカハラ ヒロキ
高原 弘樹 教授
htakahar@mes (
東工大教官情報

ナカノ ユタカ
中野  寛  准教授
nakano@mes (
東工大教官情報
研究概要

容器内液面の非線形振動

円筒容器,直方体容器,二重円筒容器等の様々な容器内液面の揺動特性の研究をしている. 液面揺動は非線形性を有しており,非線形性を考慮して解析している.


円筒容器

偏心二重円筒容器

実験における液面揺動の写真

周波数応答:高液深

周波数応答:低液深

ミスチューンを有する翼・ディスク系の振動特性

ミスチューンを有する翼・ディスク系の振動応答は,チューン系(ミスチューンの無い系)の応答より,大きくなることが知られている.この現象は局所化と呼ばれている.ミスチューンを有する翼・ディスク系の振動特性の研究している.


翼-ディスク系

周波数応答:局所化した場合

周波数応答:局所化しない場合

格子ボルツマン法を用いた不規則応答解析

ガタやヒステリシスなどの非線形性を有する構造物が,地震動や風負荷などの再現性のない不規則な励振を受ける場合があり,不規則励振を受ける非線形系の動的挙動を明らかにすることは重要な問題となっている.本研究では、白色性励振を受ける系の応答の確率密度を支配するFokker-Planck方程式を,格子ボルツマン法を用いて解析を行なっている.

エンドミル加工時に発生する再生びびり振動の研究

近年,金型や部品の加工において行われるエンドミル加工では,加工効率のさらなる向上を目指した主軸回転速度の高速化や,より複雑で細かい加工が求められている.その一方でびびり振動を回避する切削条件は厳しく,加工効率をさらに上げるためにはびびり振動の回避または抑制が必須課題となっている. 本研究は,びびり振動を回避するために加工効率を犠牲にして切削条件を変えることなく,びびり振動が発生する限界の切削幅を超えて切削してもびびり振動を発生させずに加工が行える制振装置(動吸振器)を開発し,その最適設計法を確立することをめざしている.動吸振器を用いることで,主軸回転数の違いに関わらずびびり振動が発生してしまう限界の切削幅を増加させ,一度により多くの加工をすることで加工時間の大幅な短縮を図る.

ディザーを用いたディスクブレーキの鳴き抑制対策

近年,自動車業界ではエンジンの静粛性の向上やハイブリット車や燃料電池自動車,電気自動車の開発で走行時の静粛性が格段に上がっており,低速制動時において甲高い不快音が鳴るブレーキノイズの発生が問題となっている.ブレーキノイズは単に騒音となり我々に不快感を与えるだけでなく,ブレーキ系の異常音と誤認させてしまうこともある.このためブレーキノイズに関する研究は数多くなされているが基本的に再現性に欠ける確率的な現象であることや,摩擦現象とブレーキ機構の振動による複雑な問題であることからその発生メカニズムは未だ解明には至っていない.現在ディスクブレーキ鳴きの抑制対策において様々な研究がなされているにも関わらず,ほとんどがある特定の対象系の特定な鳴き周波数に対する限定的なものであり,確実な効果を挙げ得る対策は未だ存在しない.本研究は,制動中に発生する自動車用ディスクブレーキの鳴き抑制を対象とし,鳴き発生中にブレーキパッドとピストンの間に圧電素子を挟んで高周波の強制振動を加えることで鳴きの抑制を試み,その抑制メカニズムを解明することを目的とする.鳴きを抑制するために最適なディザーの励振力と励振振動数を明らかにするとともに,十分な制動力が保たれる状態で鳴き抑制が可能であることを示していく。

キーワード 流体関連振動,非線形振動,スロッシング,ミスチューンを有する周期対象構造物の振動解析,不確定系の動力学,自励振動,ディスクブレーキの鳴き,再生びびり振動
所在地 東京工業大学大学院 理工学研究科
機械物理工学専攻 高原研究室
〒152-8552 東京都目黒区大岡山2-12-1
TEL: 03-5734-3599 (高原 弘樹 教授)
TEL: 03-5734-2805 (中野 寛 准教授)
研究室サイト 高原研究室

※ メールアドレスは記載されているアドレスに「.titech.ac.jp」を付加。