静荷重

下の図に示したような,コンスタントな力F(t)が一自由度振動系に作用する場合について説明します. 力の釣り合い方程式ニュートンの第二法則 を用いますと,運動方程式は以下のように表されます.

この運動方程式の解は,complimentally function (すぐに消えて無くなるような瞬間的な成分) と[F(t)に対する応答]を示す,固有の積分項とから成り立っています.

典型的な外力F(t)と,外力に対する一自由度振動系の応答x(t)を上の図に示しています. 外力F(t)に対する振動系の応答x(t)を求める際には,いろいろな数学的手法と数値解析手法を使うことができます. ちなみに,例題に使ったプログラムにはRunge-Kutta法を使っています.

外力には,いろいろな形態が考えられます. しかし,周期的に変動する外力 を想定することによって,強制振動をよく理解できると思います.


アニメーションプログラム