減衰比の温度依存性を考慮した粘弾性体動吸振器の設計手法

摘要

機械や構造物における振動低減の手段のひとつとして動吸振器がある．動吸振器は質量とバネおよび減衰要素から構成されるが，その減衰要素として構造の簡略化や取り付け易さといった観点から粘弾性体が用いられる場合がある．この粘弾性体を用いた動吸振器について，最適設計手法に関するいくつかの研究がなされている．一方，粘弾性体の動的特性には温度依存性があるために，その温度変化により動吸振器の固有振動数や減衰比が変化し，広い温度範囲では十分な制振効果を得ることが困難である．一般に，動吸振器の固有振動数は，質量やバネ剛性の調整により微調整が可能であるが，減衰比に関しては微調整が難しい．そこで，本論文ではこの減衰比の調整の難しさに着目し，温度変化による減衰比の変化を抑えた粘弾性体動吸振器構造とその設計手法について検討を行った．動吸振器の基本構造は板バネを利用した片持ち梁形式であり，2 枚の板バネの間に粘弾性体を挟む構造とした．本構造により温度変化による粘弾性体の剛性に応じて，粘弾性体の変形量が変化して，動吸振器の減衰比の変化がある温度でピークを持つようになる．2 枚の板バネの剛性比を適切に調整することにより，このピークが基準温度範囲に来るように設計し，温度変化に対する減衰比の変化を抑えることを狙う．理論と実験により動吸振器構造とその設計手法の妥当性を示す．