定常振動 - 外力
サインカーブ状の外力を伴う一自由度系の振動は,
典型的な定常振動は以下のようになります.
振動が定常状態に達した場合,x(t)は
以下のように求められます.

Xは振幅,
f
は振幅と力との間の
位相
です.
通常,先に示したような式は
無次元化
して表されますので,これを無次元化しますと次のようになります.
これらの式は,次のように
グラフ化
できます.

グラフィックプログラム: x
の値が変わることの影響を確かめてみてください.
  
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注意:


応答曲線には
共振点
があります.
この
共振点
での周波数は,次のようになります.
ですから,以下の条件を満たすときには共振点はない(つまり,応答曲線にピークは生じない)ことになります.
x
の値が小さい場合,
応答曲線のピーク
は,1/2
x
になります.
ですから,小さい
x
に対しては,この値を
応答曲線のピークから求める
ことができます.
位相
f
は0から-180度の範囲で変化します.
ですから変位(応答)は力(入力)に対して遅ます.
ある種の振動解析では,この応答曲線と位相とは
リサージュ図形
を求めるために組み合わせて使われます
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