揺れやすい周波数と、揺れの大きさを分ける

技術計算（試験公開）

図の条件を確認し、入力例と結果を順番に見ていきましょう。数値を変更する操作は計算画面で行います。

1. 図で、何を調べるか確認する

ばねと減衰器でつながった物に、繰り返し力をかけるモデルです。床が揺れる式とは違います。

青は入力、赤橙は結果です。図は以下の固定の入力例を説明する模式図です。寸法や変形の比率を実物どおりに再現したものではありません。

質量 m 何を入力する？対象物の質量です。必要に応じて一緒に動く治具や荷物も含めます。kgは質量、Nは力で、同じ量ではありません。	10 kg
ばね定数 k 何を入力する？変位δに対してF=kδの復元力を生むばねの硬さです。ばね仕様の使用範囲内の値か、荷重－変位試験の傾きを使います。並列・直列の組合せは合成したkを入力し、プリロードとは区別します。数値は接触・潤滑・温度などの条件に合わせて決めます。この表の初期値は入力例です。	10 N/mm
粘性減衰係数 c 何を入力する？速度に比例する抵抗力Fc=c vの係数です。無次元の減衰比ζとは別で、c=2ζ√(km)で対応します。質量とばね定数が変われば必要なcも変わり、材料名だけでは決まりません。ダンパー仕様か、自由減衰等の実測から求めます。表はこのm・kだけの計算例です。数値は接触・潤滑・温度などの条件に合わせて決めます。この表の初期値は入力例です。	100 N·s/m
加振周波数 f 何を入力する？外から繰り返しかかる力の1秒あたりの回数です。系そのものの固有振動数とは別の入力です。	3 Hz
正弦波の力の振幅 F₀ 何を入力する？押す・引く作用の大きさです。Nなどの力の単位で入力します。質量kgを入力する欄ではありません。	10 N

固定の説明例です。係数・物性値・比較基準は推奨条件ではありません。自分の条件は計算画面で入力します。

固有振動数は系の特性、変位振幅は入力した加振力と周波数に対する応答です。物を置く床自体が動く基礎加振の式ではありません。

ωn = √(k/m), ζ = c/(2√(km)), X = F₀ / √((k − mω²)² + (cω)²)

表の単位のまま式へ代入できるとは限りません。計算画面では、選んだ単位を内部の基準単位へ換算して計算しています。

この計算で扱う条件・含まれないもの

線形ばね・粘性減衰・1自由度で、力による正弦加振の定常応答です。床変位による加振・衝撃・非線形・多自由度は含みません。ζ≥1では振動する減衰固有振動数を表示しません。無減衰共振では有限振幅を出しません。

「この入力例を計算で試す」は例の数値を読み込みます。「自分の条件を入力する」は計算画面を通常どおり開きます。