JP7108305B2 - 制振ダンパ用の付加ばね構造体及び制振ダンパ - Google Patents
制振ダンパ用の付加ばね構造体及び制振ダンパ Download PDFInfo
- Publication number
- JP7108305B2 JP7108305B2 JP2018234369A JP2018234369A JP7108305B2 JP 7108305 B2 JP7108305 B2 JP 7108305B2 JP 2018234369 A JP2018234369 A JP 2018234369A JP 2018234369 A JP2018234369 A JP 2018234369A JP 7108305 B2 JP7108305 B2 JP 7108305B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicone
- spring constant
- elastic modulus
- additional spring
- spring structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Description
図3及び図4に示した付加ばね構造体12において、2層のシリコーン粘弾性体12d及び12eの各々に所定のシリコーン粘弾性材料を使用した。実施例1ではシリコーン粘弾性材料として、1Hzにおける複素弾性率G*が0.36MPa、1Hzにおける損失正接tanδが0.03である東レ・ダウコーニング株式会社の付加反応型シリコーン(二液タイプ)CF5058を使用した。
所望の静的ばね定数ksとしては、ks=12.5kN/mmを設定した。各変数としては、幅w=170mm、高さh=10mm、層数N=2、弾性率G=0.36MPaを使用した。上記の式(1)に、これら変数を代入すると、長さL=1020mmが得られた。
動的ばね定数は、数値積分公式である式(3)の力Fi及び変位xiの関係から求めることができる。
ただし、
1.粘弾性材料の動的粘弾性挙動が分数階微分モデル(構成式)で表せると仮定する、
2.実測した複素弾性率を基にモデルに含まれている材料パラメータを同定する、
3.構成式と付加ばねの変位-力モデル(運動方程式)とが等価であると仮定する、
4.求めた材料パラメータを運動方程式の未知パラメータに当てはめて運動方程式に力(既知量)が与えられた場合の変位を解く、
5.入力した力と計算によって得られた変位との関係から動的ばね定数を算出する。
ここで、第1項のDqεの項は、分数階微分オペレータ(fractional differential operator)を表しており、q(0≦q≦1)は分数階数を表している。分数階微分は、次の式(5)よって定義される。
式(4)の形から、複素弾性率G(ω)(G*)は次の式(6)のように表せる。
ここで、F[・]はフーリエ変換、右辺第2項のGは等価ばね定数、同じく右辺第2項のηは粘弾性減衰定数、jは複素数、ωは角周波数、最右辺のG′は貯蔵せん断弾性率、同じく最右辺のG″は損失せん断弾性率をそれぞれ表している。
式(7)及び式(8)の未知パラメータG、η、qは、粘弾性材料の貯蔵及び損失弾性率の測定データにカーブフィットすることによって得られる。このカーブフィットの方法には、以下の最小二乗和の式(9)が使用できる。
ただし、
ここで、
ただし、
式(12)の左辺第2項には分数階微分オペレータが含まれており、粘弾性減衰項ともいうべき特性を発現し、その粘性と弾性の割合は材料パラメータqで制御される。この式(12)の分数階微分項の計算には次の式(13)のように時刻0~tnの分数階積分(fractional integral)が含まれており、例えばL1アルゴリズムなどで計算することできる。
ただし、
実施例1と同様の構造の付加ばね構造体12において、2層のシリコーン粘弾性体12d及び12eの各々に所定のシリコーン粘弾性材料を使用した。実施例2ではシリコーン粘弾性材料として、1Hzにおける複素弾性率G*が0.27MPa、1Hzにおける損失正接tanδが0.05である東レ・ダウコーニング株式会社の付加反応型シリコーン(二液タイプ)XIAMETER(登録商標) RBL-9200-40を使用した。試験片は、RBL-9200-40のA液とB液とを重量比では1:1で混合して減圧脱泡した後、未硬化の状態で金型に注型し、加熱オーブンにて大気雰囲気中で70℃、4時間の加熱硬化することで得た。試験片の形状及び寸法は、φ25mm×2mm厚の円板形状であった。
実施例1と同様の構造の付加ばね構造体12において、2層のシリコーン粘弾性体12d及び12eの各々に所定のシリコーン粘弾性材料を使用した。実施例3ではシリコーン粘弾性材料として、1Hzにおける複素弾性率G*が0.34MPa、1Hzにおける損失正接tanδが0.07である東レ・ダウコーニング株式会社の付加反応型シリコーン(二液タイプ)XIAMETER(登録商標) RBL-9200-50を使用した。試験片は、RBL-9200-50のA液とB液とを重量比では1:1で混合して減圧脱泡した後、未硬化の状態で金型に注型し、加熱オーブンにて大気雰囲気中で70℃、4時間の加熱硬化することで得た。試験片の形状及び寸法は、φ25mm×2mm厚の円板形状であった。
実施例1と同様の構造の付加ばね構造体12において、2層のシリコーン粘弾性体12d及び12eの各々に所定のシリコーン粘弾性材料を使用した。実施例4ではシリコーン粘弾性材料として、1Hzにおける複素弾性率G*が0.91MPa、1Hzにおける損失正接tanδが0.07である東レ・ダウコーニング株式会社の付加反応型シリコーン(二液タイプ)XIAMETER(登録商標) RBL-9200-60を使用した。試験片は、RBL-9200-60のA液とB液とを重量比では1:1で混合して減圧脱泡した後、未硬化の状態で金型に注型し、加熱オーブンにて大気雰囲気中で70℃、4時間の加熱硬化することで得た。試験片の形状及び寸法は、φ25mm×2mm厚の円板形状であった。
実施例1と同様の構造の付加ばね構造体12において、2層のシリコーン粘弾性体12d及び12eの各々に所定のシリコーン粘弾性材料を使用した。実施例5ではシリコーン粘弾性材料として、実施例1の東レ・ダウコーニング株式会社の付加反応型シリコーン(二液タイプ)CF5058と、実施例4の東レ・ダウコーニング株式会社の付加反応型シリコーン(二液タイプ)XIAMETER(登録商標) RBL-9200-60とを重量比で85:15にて混合した、1Hzにおける複素弾性率G*が0.4MPa、1Hzにおける損失正接tanδが0.04の材料を使用した。試験片は、CF5058のA液とB液とを重量比では1:1で混合した未硬化混合液と、RBL-9200-60のA液とB液とを重量比では1:1で混合した未硬化混合液とを、重量比で85:15にて混合して減圧脱泡した後、未硬化の状態で金型に注型し、加熱オーブンにて大気雰囲気中で70℃、4時間の加熱硬化することで得た。試験片の形状及び寸法は、φ25mm×2mm厚の円板形状であった。
実施例1と同様の構造の付加ばね構造体12において、2層のシリコーン粘弾性体12d及び12eの各々に所定のシリコーン粘弾性材料を使用した。実施例6ではシリコーン粘弾性材料として、実施例1の東レ・ダウコーニング株式会社の付加反応型シリコーン(二液タイプ)CF5058と、実施例4の東レ・ダウコーニング株式会社の付加反応型シリコーン(二液タイプ)XIAMETER(登録商標) RBL-9200-60とを、重量比で49.6:50.4にて混合した、1Hzにおける複素弾性率G*が0.52MPa、1Hzにおける損失正接tanδが0.06の材料を使用した。試験片は、CF5058のA液とB液とを重量比では1:1で混合した未硬化混合液と、RBL-9200-60のA液とB液とを重量比では1:1で混合した未硬化混合液とを、重量比で49.6:50.4で混合して減圧脱泡した後、未硬化の状態で金型に注型し、加熱オーブンにて大気雰囲気中で70℃、4時間の加熱硬化することで得た。試験片の形状及び寸法は、φ25mm×2mm厚の円板形状であった。
実施例1と同様の構造の付加ばね構造体12において、2層のシリコーン粘弾性体12d及び12eの各々に所定のシリコーン粘弾性材料を使用した。実施例7ではシリコーン粘弾性材料として、実施例1の東レ・ダウコーニング株式会社の付加反応型シリコーン(二液タイプ)CF5058と、実施例4の東レ・ダウコーニング株式会社の付加反応型シリコーン(二液タイプ)XIAMETER(登録商標) RBL-9200-60とを、重量比で60:40にて混合して、1Hzにおける複素弾性率G*が0.44MPa、1Hzにおける損失正接tanδが0.06となる材料を使用した。試験片は、CF5058のA液とB液とを重量比では1:1で混合した未硬化混合液と、RBL-9200-60のA液とB液とを重量比では1:1で混合した未硬化混合液とを、重量比で60:40で混合して減圧脱泡した後、未硬化の状態で金型に注型し、加熱オーブンにて大気雰囲気中で70℃、4時間の加熱硬化することで得た。試験片の形状及び寸法は、φ25mm×2mm厚の円板形状であった。
実施例1と同様の構造の付加ばね構造体12において、2層のシリコーン粘弾性体12d及び12eの各々に所定のシリコーン粘弾性材料を使用した。実施例8ではシリコーン粘弾性材料として、実施例3の東レ・ダウコーニング株式会社の付加反応型シリコーン(二液タイプ)XIAMETER(登録商標) RBL-9200-50と、実施例4の東レ・ダウコーニング株式会社の付加反応型シリコーン(二液タイプ)XIAMETER(登録商標) RBL-9200-60とを、重量比で89.4:10.6にて混合して、1Hzにおける複素弾性率G*が0.74MPa、1Hzにおける損失正接tanδが0.08となる材料を使用した。試験片は、RBL-9200-50のA液とB液とを重量比では1:1で混合した未硬化混合液と、RBL-9200-60のA液とB液とを重量比では1:1で混合した未硬化混合液とを、重量比で89.4:10.6で混合して減圧脱泡した後、未硬化の状態で金型に注型し、加熱オーブンにて大気雰囲気中で70℃、4時間の加熱硬化することで得た。試験片の形状及び寸法は、φ25mm×2mm厚の円板形状であった。
実施例1と同様の構造の付加ばね構造体12において、2層のシリコーン粘弾性体12d及び12eの各々に所定のシリコーン粘弾性材料を使用した。比較例1ではシリコーン粘弾性材料として、1Hzにおける複素弾性率G*が0.05MPa、1Hzにおける損失正接tanδが0.16である東レ・ダウコーニング株式会社の付加反応型シリコーン(二液タイプ)CF5055を使用した。試験片は、CF5055のA液とB液とを重量比では1:1で混合して減圧脱泡した後、未硬化の状態で金型に注型し、加熱オーブンにて大気雰囲気中で70℃、4時間の加熱硬化することで得た。試験片の形状及び寸法は、φ25mm×2mm厚の円板形状であった。
実施例1と同様の構造の付加ばね構造体12において、2層のシリコーン粘弾性体12d及び12eの各々に所定のシリコーン粘弾性材料を使用した。比較例2ではシリコーン粘弾性材料として、1Hzにおける複素弾性率G*が0.15MPa、1Hzにおける損失正接tanδが0.06である東レ・ダウコーニング株式会社の付加反応型シリコーン(二液タイプ)CF5056を使用した。試験片は、CF5056のA液とB液とを重量比では1:1で混合して減圧脱泡した後、未硬化の状態で金型に注型し、加熱オーブンにて大気雰囲気中で70℃、4時間の加熱硬化することで得た。試験片の形状及び寸法は、φ25mm×2mm厚の円板形状であった。
実施例1と同様の構造の付加ばね構造体12において、2層のシリコーン粘弾性体12d及び12eの各々に所定のシリコーン粘弾性材料を使用した。比較例3ではシリコーン粘弾性材料として、実施例3の東レ・ダウコーニング株式会社の付加反応型シリコーン(二液タイプ)XIAMETER(登録商標) RBL-9200-50を、A液とB液とを重量比で42.5:57.5にて混合した、1Hzにおける複素弾性率G*が0.68MPa、1Hzにおける損失正接tanδが0.11となる材料を使用した。試験片は、RBL-9200-50のA液とB液とを上記重量比で混合して減圧脱泡した後、未硬化の状態で金型に注型し、加熱オーブンにて大気雰囲気中で70℃、4時間の加熱硬化することで得た。試験片の形状及び寸法は、φ25mm×2mm厚の円板形状であった。
11 ダンパ本体
12、13 付加ばね構造体
12a、12b、13a、13b 外側鋼板
12c、13c、13d、13e 内側鋼板
12d、12e、13f、13g、13h、13i シリコーン粘弾性体
12f、12g、13j、13k 取り付け孔
14 ロッド
15 梁
16 取り付け部
100 固定面
101 荷重計
102 レーザ変位計
103 記録計
Claims (5)
- 少なくとも1対の鋼板が間にシリコーン粘弾性体を挟んで積層された構造を有しており、
前記シリコーン粘弾性体は、周波数1Hzにおいて複素弾性率G*がG*≧0.2MPaであり、かつ少なくとも周波数0.1~15Hzの範囲の全ての周波数における損失正接tanδがtanδ≦0.1であることを特徴とする、制振ダンパ用の付加ばね構造体。 - 前記シリコーン粘弾性体が、付加反応型シリコーンであることを特徴とする請求項1に記載の付加ばね構造体。
- 前記シリコーン粘弾性体が、分散配置されたシリカ粒子を含んでいることを特徴とする請求項1又は2に記載の付加ばね構造体。
- 前記シリコーン粘弾性体が、前記少なくとも1対の鋼板に挟まれた平板形状を有しており、該平板形状の、当該付加ばね構造体の振動方向における両端の角部が面取りされていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の付加ばね構造体。
- 粘弾性のダンパ本体と、該ダンパ本体と並列に連結された請求項1から4のいずれか1項に記載の付加ばね構造体とを備えていることを特徴とする制振ダンパ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017245771 | 2017-12-22 | ||
JP2017245771 | 2017-12-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019113182A JP2019113182A (ja) | 2019-07-11 |
JP7108305B2 true JP7108305B2 (ja) | 2022-07-28 |
Family
ID=67222409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018234369A Active JP7108305B2 (ja) | 2017-12-22 | 2018-12-14 | 制振ダンパ用の付加ばね構造体及び制振ダンパ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7108305B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115438513B (zh) * | 2022-11-07 | 2023-03-31 | 人工智能与数字经济广东省实验室(广州) | 分数阶阻尼减震结构抗震设计的分析方法、***、设备和介质 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000283228A (ja) | 1999-03-26 | 2000-10-13 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 制振部材 |
JP2002061706A (ja) | 2000-08-21 | 2002-02-28 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | 制振装置 |
JP2003118040A (ja) | 2001-10-11 | 2003-04-23 | Ge Toshiba Silicones Co Ltd | 衝撃緩和用複合体 |
JP2004210944A (ja) | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Dow Corning Toray Silicone Co Ltd | 複合シリコーンゴム粒子およびその製造方法 |
JP2012158911A (ja) | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐震構造体 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5161338A (en) * | 1990-03-13 | 1992-11-10 | Hideyuki Tada | Laminated rubber support assembly |
JPH08258206A (ja) * | 1995-03-24 | 1996-10-08 | Bridgestone Corp | 積層構造体 |
TW295612B (ja) * | 1995-07-21 | 1997-01-11 | Minnesota Mining & Mfg |
-
2018
- 2018-12-14 JP JP2018234369A patent/JP7108305B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000283228A (ja) | 1999-03-26 | 2000-10-13 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 制振部材 |
JP2002061706A (ja) | 2000-08-21 | 2002-02-28 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | 制振装置 |
JP2003118040A (ja) | 2001-10-11 | 2003-04-23 | Ge Toshiba Silicones Co Ltd | 衝撃緩和用複合体 |
JP2004210944A (ja) | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Dow Corning Toray Silicone Co Ltd | 複合シリコーンゴム粒子およびその製造方法 |
JP2012158911A (ja) | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐震構造体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019113182A (ja) | 2019-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Lu et al. | Experimental investigation of a two-stage nonlinear vibration isolation system with high-static-low-dynamic stiffness | |
Shi et al. | Experimental study on passive negative stiffness damper for cable vibration mitigation | |
Zhu et al. | A chiral elastic metamaterial beam for broadband vibration suppression | |
Bagley et al. | Fractional calculus-a different approach to the analysis of viscoelastically damped structures | |
Luo et al. | Design, simulation, and large‐scale testing of an innovative vibration mitigation device employing essentially nonlinear elastomeric springs | |
Zhou et al. | Experimental characterization and analytical modeling of a large‐capacity high‐damping rubber damper | |
Altay et al. | A semi‐active tuned liquid column damper for lateral vibration control of high‐rise structures: theory and experimental verification | |
Manimala et al. | Dynamic load mitigation using negative effective mass structures | |
Das et al. | Performance of fiber‐reinforced elastomeric base isolators under cyclic excitation | |
Zhao et al. | Practical design of the QZS isolator with one pair of oblique bars by considering pre-compression and low-dynamic stiffness | |
Bhatti | Performance of viscoelastic dampers (VED) under various temperatures and application of magnetorheological dampers (MRD) for seismic control of structures | |
Niu et al. | Nonlinear vibration isolation via a compliant mechanism and wire ropes | |
Mahboubi et al. | Seismic evaluation of bridge bearings based on damage index | |
Bonello et al. | Designs for an adaptive tuned vibration absorber with variable shape stiffness element | |
Yang et al. | Nonlinear harmonic response characteristics and experimental investigation of cantilever hard-coating plate | |
JP7108305B2 (ja) | 制振ダンパ用の付加ばね構造体及び制振ダンパ | |
Irazu et al. | A novel hybrid sandwich structure: Viscoelastic and eddy current damping | |
Harne | Concurrent attenuation of, and energy harvesting from, surface vibrations: experimental verification and model validation | |
Shirai et al. | Shake table testing of a passive negative stiffness device with curved leaf springs for seismic response mitigation of structures | |
Law et al. | Analytical model of a slotted bolted connection element and its behaviour under dynamic load | |
Wang et al. | Damping analysis of a flexible cantilever beam containing an internal fluid channel: Experiment, modeling and analysis | |
Saadatnia et al. | Hysteretic behavior of rubber bearing with yielding shear devices | |
Birman et al. | Vibrations of plates with superelastic shape memory alloy wires | |
Yalcintas et al. | Structural modeling and optimal control of electrorheological material based adaptive beams | |
Maximov et al. | Frequency characteristics of viscoelastic damper models and evaluation of a damper influence on induced oscillations of mechanical system elements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210129 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220127 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20220127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220419 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220705 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220708 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7108305 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |