numerical analysis of coupling oscillation and internal
TRANSCRIPT
2点吊り振子の連成振動と内部共振の数値解析
宮内太積*1 舟田敏雄*2 大庭勝久*2 青木悠祐*2 望月孔二*3
Numerical Analysis of Coupling Oscillation and Internal Resonance of Bifilar SuspensionPendulum
Tatsumi MIYAUCHI*1 Toshio FUNADA*2 Katsuhisa OHBA*2
Yusuke AOKI*2 and Kouji MOCHIZUKI*3
Abstract: A bifilar suspension pendulum, a uniform density bar suspended at its two points by two strings of same length,
may swing in a vertical plane or make torsional oscillation about a vertical axis. The swinging in a co-plane of the strings
and the bar is called Mode 1, and the swinging in a vertical plane perpendicular to the bar is Mode 2. Mode 3 is the torsional
oscillation about a vertical axis. These modes are linearly independent of each other, but it is possible to make nonlinear
coupling oscillation between the modes and internal resonance. In this report, the 1-3 modes coupling oscillations are
computed for parameter excitation and external forcing.
Keywords:Coupling Oscillations of Bifilar Suspension Pendulum, 1-3 Mode Coupling Due to External Excitation
1 はじめに
対称 2点吊り振子 (並進振子) を免震床に応用するため
の検討[1] に刺激されて,2 点吊り振子の静止平衡状態
周りの振子運動について,運動方程式を導出して初期値
問題を数値解析し,実験を行った[2]–[7].その振子運動に
は,紐と円木の成す鉛直面内で揺れる “mode 1 (遊動円木
mode)”とそれに垂直な鉛直面内で揺れる “mode 2 (ブラ
ンコmode)”があり,鉛直軸回りの円木の振動は,“mode
3 (捩れ振動 mode)”に分類される.
本報告では,各振動 modeの実験値と線形振動理論値
の比較結果[4]–[8] に基づき,球座標系を用いた 3つの振動
modeの表現により,前報[9]–[11] の §2を再掲し,捩れ振動 mode (mode 3)と遊動円木 mode (mode 1)の連成振動
(自由振動,parameter励振,強制振動)を数値解析する.
2 2点吊り振子の 3つの振動 modeの球座標表現
水平右手方向に x軸,手前方向に y 軸,鉛直下方向に z
軸とするデカルト座標系 (x, y, z)を用いて,Fig.1に示す
ように,C1 点を起点に 2点吊り振子の配置を記述する.
2a
2c
z
x(x0,z0)
OC1 C2
A2A1
G
O
θy
θyg
y
Fig.1 Bifilar suspension pendulum withc > a (mode 1).
*1 機械工学科: Department of Mechanical Engineering.*2 電子制御工学科: Department of Digital Engineering.*3 電気電子工学科: Department of Electrical & Electronics Engineering.
また,球座標系を併用し,座標原点は適宜取るものと
する.水平な上壁面上に C1 点 (x0, y0, z0)を取り.間隔
c1 で,O 点 (x0 + c1, y0, z0), C2 点 (x0 + 2c1, y0, z0) を
取る.遊動円木の中央 (質量中心) を G 点 (xg, yg, zg) と
し,G 点から間隔 a1 で,遊動円木上の左の紐の結び目
位置を A1 点 (x1, y1, z1),右の紐の結び目位置を A2 点
(x2, y2, z2) と表す.これらにより,各点間の長さ (距離)
は A1A2 = 2a1, A1G = a1, GA2 = a1, A1C1 = L1,
A2C2 = L2, OG = rg と表される.回転角をデカルト座
標系の軸回りに取って軸名の添え字を付け,O 点を原点
とする球座標系 (r, θy, θz) を用い,z-x 面内で鉛直軸か
ら反時計回りに θyg,y-z 面内で鉛直軸から反時計回りに
θxg を取り,G点の座標 (xg, yg, zg)は次式で表される:xg = rg sin(θyg) + x0 + c1,
yg = rg cos(θyg) sin(θxg) + y0,
zg = rg cos(θyg) cos(θxg) + z0
(2.1)
また,G点を原点とする球座標系を用いて,z-x面内で鉛
直軸から反時計回りに θy,x-y 面内で鉛直軸から反時計
回りに θz を取り,A1 点の座標 (x1, y1, z1)と A2 点の座
標 (x2, y2, z2)は次式で表される:x1 = xg − a1 cos(θy) cos(θz),y1 = yg − a1 cos(θy) sin(θz),z1 = zg + a1 sin(θy)
(2.2)
x2 = xg + a1 cos(θy) cos(θz),y2 = yg + a1 cos(θy) sin(θz),z2 = zg − a1 sin(θy)
(2.3)
紐の長さが等しく (L2 = L1) 一定である.また,
A1A2 = 2a1 は次の f0 で表され,A1C1 = L1 は f1,
A2C2 = L2 は f2 で表される: これらの条件は,弾性紐の
効果[12] の場合と比べ,解析過程が非常に異なることに特
に注意されたい.水平面からの遊動円木の傾き角の関係
式は f3, f4 で与えられる:
f0 = (x2 − x1)2 + (y2 − y1)2 + (z2 − z1)2 = 4a21,
f1 = (x1 − x0)2 + (y1 − y0)2 + (z1 − z0)2 − L21
= a21 + c2
1 − L21 − 2a1c1 cos(θy) cos(θz) + r2
g
+2rg (a1 cos(θxg) cos(θyg) sin(θy)+(c1 − a1 cos(θy) cos(θz)) sin(θyg)−a1 sin(θxg) cos(θy) cos(θyg) sin(θz)) = 0,
f2 = (x2 − x0 − 2c1)2 + (y2 − y0)2 + (z2 − z0)2 − L22
= a21 + c2
1 − L21 − 2a1c1 cos(θy) cos(θz)
+r2g − 2rg (a1 cos(θxg) cos(θyg) sin(θy)
+(c1 − a1 cos(θy) cos(θz)) sin(θyg)−a1 sin(θxg) cos(θy) cos(θyg) sin(θz)) = 0,
f3 = − z2 − z1
x2 − x1= sec(θz) tan(θy),
f4 =y2 − y1
x2 − x1= tan(θz),
f5 =z2 − z1
y2 − y1= − csc(θz) tan(θy)
(2.4)
紐の長さが等しく (L2 = L1) 一定であるから,f1, f2 の
条件満たすことが求められる.f1, f2 の和を取ると,rg
を θy, θz で表現する式が得られる:
f1 + f2 = 2(a21 + c2
1 − L21 − 2a1c1 cos(θy) cos(θz) + r2
g
)= 0 (2.5)
rg =√− (a2
1 + c21 − L2
1 − 2a1c1 cos(θy) cos(θz))
≡ rg1(θy, θz) (2.6)
f1, f2 の差を取ると,角度の関係式が得られ,θy を個別
の振動modeを記述する変数 θxg, θyg, θz を基にして表現
できる:
f1 − f2 = 4rg [a1 cos(θxg) cos(θyg) sin(θy)
+(c1 − a1 cos(θy) cos(θz)) sin(θyg)
−a1 cos(θy) cos(θyg) sin(θxg) sin(θz)] = 0 (2.7)
θy = arcsin(d11/c11) − arcsin(b11/c11)
≡ θy1(θxg, θyg, θz) (2.8)
但し,a11-d11 は次のように定義した:a11 = cos(θxg) cos(θyg),b11 = − cos(θz) sin(θyg)− cos(θyg) sin(θxg) sin(θz),
c11 =√
a211 + b2
11, d11 = − c1
a1sin(θyg)
(2.9)
この系の静止平衡状態は,5つの時間の関数について
(rg, θxg, θyg, θy, θz) = (rg0, 0, 0, 0, 0)と表される.但し,
rg0 は次式で定義される:
rg0 =√
L21 − (a1 − c1)
2 (2.10)
静止平衡状態の回りで攪乱に対して (2.6), (2.8)式を Tay-
lor展開し,微小 parameterε (ε ¿ 1)を用いて攪乱を εθyg,
εθxg, εθz と表すと,θy, rg は次のように近似される:
θy =(
1 − c1
a1
)εθyg + ε2θxgθz
+ ε3
[(1 − c2
1
a21
)c1θ
3yg
6a1+
θyg
2
((1 − c1
a1
)θ2
xg − θ2z
)]
+ ε4[13θ3
xgθz −(
1 − c1
a1
)θxgθ
2ygθz − 1
6θxgθ
3z
]+ O(ε5) ≡ θy1(θxg, θyg, θz) = θy1 (2.11)
rg = rg0 −ε2a1c1
2rg0
(θ2
y + θ2z
)+
ε4a1c1
4rg0
[(16− a1c1
2r2g0
) (θ4
y + θ4z
)+
(1 − a1c1
r2g0
)θ2
yθ2z
]+ O(ε6) ≡ rg1(θy, θz) = rg1(θy1(θxg, θyg, θz), θz)(2.12)
つまり,(2.12)式の θy には (2.11)式を代入して項を整理
し,O(ε4)まで取るものとする.
以上の表式を用いて,質量 m1,慣性 momentJy, Jz
(= Jy)の遊動円木の運動を記述する Lagrange関数 Lは,次のように表される:
L =m1
2(x2
g + y2g + z2
g
)+
Jy
2θ2
y +Jz
2ε2θ2
z cos2(θy) + m1gzg
=m1
2r2g +
m1
2ε2r2
g
(θ2
xg cos2(εθyg) + θ2yg
)+
Jy
2θ2
y
+Jz
2ε2θ2
z cos2(θy) + m1g (rg cos(εθxg) cos(εθyg) + z0)
+ m1 [rgx0 sin(εθyg) + rg y0 sin(εθxg) cos(εθyg)
+rg z0 cos(εθxg) cos(εθyg) + rgx0εθyg cos(εθyg)
−εrg z0
(θxg sin(εθxg) cos(εθyg) + θyg cos(εθxg) sin(εθyg)
)+εrg y0
(θxg cos(εθxg) cos(εθyg) − θyg sin(εθxg) sin(εθyg)
)]+
m1
2(x2
0 + y20 + z2
0
)(2.13)
ここでは,C1 点の座標が時間の関数となる場合も含まれ
ている.C1 点が固定の場合には,x0 = 0, y0 = 0, z0 = 0
であるから,遊動円木の運動を記述する Lagrange関数
L0 は,次のように表される:
L11 =m1
2
(r2g + ε2r2
g
(θ2
xg cos2(εθxg) + θ2yg
))+
Jy
2θ2
y +Jz
2ε2θ2
z cos2(θy) + m1grg cos(εθxg) cos(εθyg)
=m1
2
(ε2
(∂rg1
∂(εθy1)θy1 +
∂rg1
∂(εθz)θz
)2
+ε2r2g1
(θ2
xg cos2(εθxg) + θ2yg
))+
Jy
2ε2
(∂θy1
∂(εθxg)θxg +
∂θy1
∂(εθyg)θyg +
∂θy1
∂(εθz)θz
)2
+Jz
2ε2θ2
z cos2(θy) + m1grg1 cos(εθxg) cos(εθyg)(2.14)
ここで,時間の未知関数は rg = rg1(θy1(θxg, θyg, θz), θz),
θxg, θyg, θy = θy1(θxg, θyg, θz), θz であり,束縛条件 f1,
f2 により,運動を記述する上で基本となる変数 (未知関
数) は 3つである.この一般関係式に基づき,系の個々
の振動 modeの記述との関連が求められる[9], [10].3つの
modeの運動方程式は,報告[10] の (3.12), (3.13), (3.14)式
で与えられ,θyg (遊動円木 modeの角度), θxg (ブランコ
modeの角度), θz (捩れ振動 modeの角度) に対する連立
非線形微分方程式である.外部からの励振がない自立系
の場合の運動方程式は (4.1), (4.2), (4.3)式となり,計算
例[11] が示された.なお,それらの導出過程では外力や
damperは考慮されていないが,後から運動方程式に加
えることができる.同じく,報告[10] の (5.1), (5.2)式が
mode 1, 2間相互作用の運動方程式であり,(5.3), (5.4)式
がmode 2, 3間相互作用の運動方程式であり, (5.5), (5.6)
式がmode 3, 1間相互作用の運動方程式である.
報告[10] の個別 modeの運動方程式は,順に,(6.1) (遊
動円木 modeの θyg), (6.2) (ブランコ modeの θxg), (6.3)
(捩れ振動 modeの θz)式であり,再掲する:
2m02θyg + 2u02θyg + n11x0 + n32εθyg z0 + ε2(4u13θ
3yg
+2m15θyg θ2yg + 2m15θ
2yg θyg + n12θ
2ygx0
)= 0, (2.15)
2m01θxg + 2u01θxg + n21y0 + n31εθxg z0
+ ε2(4u11θ
3xg + n22θ
2xg y0
)= 0, (2.16)
2m03θz + 2u03θz + n33εθz z0
+ ε2(4u16θ
3z + 2m20θz θ
2z + 2m20θ
2z θz
)= 0 (2.17)
運動方程式 (2.15), (2.16), (2.17)を線形化して,固有角
振動数の表式を示す:
ω201 =
12a1g((a1 − c1)3 − a1L
21
)rg0 ((12a2
1 − b21)(a1 − c1)2 − 12a2
1L21)
, (2.18)
ω202 =
g√−a2
1 + 2a1c1 − c21 + L2
1
=g
rg0, (2.19)
ω203 =
12a1c1g
b21
√−a2
1 + 2a1c1 − c21 + L2
1
=12a1c1g
b21rg0
(2.20)
但し,棒の全長 b1 を用いて慣性 momentは m1b21/12 で
あり,rg0 =√
L21 + (a1 − c1)2 と取る.先に線形固有角
振動数が等しくなる条件式を解いて,3つのmodeが共に
等しい条件 (ω01 = ω02 = ω03)は 2点吊り振子の配置の
関係式 c = b21/(12a)[7], [8] を導いている: つまり,3 mode
主共振あるいは内部共振が起こり得ることを意味する.
さらに,本報告で扱う mode 3, 1の連成振動において,2
点吊り振子の配置を換えることにより ω03/ω01 が整数比
となり,外力による高調波/分数調波共振や内部共振が発
生する可能性があることを指摘しておく.本報告では,
しかしながら,基本的な連成振動の特性を調べるに留め,
稿を改めて解析を行う予定である.
3 2点吊り振子の円木modeと捩れ振動modeの連成振
動の数値解析
2 点吊り振子の規定値を L1 = 0.5, a = 0.2, b1 = 0.6
m1 = 1, g = 9.8, Jy = m1b21/12, ε = 1, ω1 = 1とし,計
算時間 0 ≤ t ≤ te,表示時間 ts ≤ t ≤ te (ts = 2π × 90,
te = 2π×100)とし,Table1の設定値を用いて,数値計算
した結果は,Fig.2 (自由振動),Fig.3-8 (parameter励振),
Fig.9, 10 (parameter励振と強制振動) に示される.Fig.2
は,線形共振点 c = b21/(12a) = 0.15 での非線形自由振
動であり,Fig.2c, 2dの時系列図には,唸りが発生してい
ることが示されている.
Table 1Conditions for Computations.c = 0.15, x0(t) = 0, y0(t) = 0, z0(t) = 0, θyg(0) = 0.3, θz(0) = 0.3 (Fig.2)
c = 0.15, x0(t) = A0 sin(ω1t) (A0 = 0.3), z0(t) = 0, θyg(0) = 0.03, θz(0) = 0.03 (Fig.3)
c = 0.6, x0(t) = A0 sin(ω1t) (A0 = 0.3), z0(t) = 0, θyg(0) = 0.03, θz(0) = 0.03 (Fig.4)
c = 0.15, x0(t) = 0, z0(t) = B0 cos(ω1t) (B0 = 0.3), θyg(0) = 0.03, θz(0) = 0.03 (Fig.5)
c = 0.05, x0(t) = 0, z0(t) = B0 cos(ω1t) (B0 = 0.3), θyg(0) = 0.03, θz(0) = 0.03 (Fig.6)
c = 0.15, x0(t) = A0 sin(ω1t), z0(t) = B0 cos(ω1t) (A0 = B0 = 0.3), θyg(0) = 0.03, θz(0) = 0.03 (Fig.7)
c = 0.6, x0(t) = A0 sin(ω1t), z0(t) = B0 cos(ω1t) (A0 = B0 = 0.3), θyg(0) = 0.03, θz(0) = 0.03 (Fig.8)
c = 0.6, x0(t) = A0 sin(ω1t), z0(t) = B0 cos(ω1t) (A0 = B0 = 0.3), Fyg(t) = F0 sin(ω1t) (F0 = 0.1),
damperc11 = 0.01, c12 = 0.001, θyg(0) = 0.03, θz(0) = 0.03 (Fig.9)
c = 0.6, x0(t) = A0 sin(ω1t), z0(t) = B0 cos(ω1t) (A0 = B0 = 0.3), Fz(t) = F0 sin(ω1t) (F0 = 0.1),
damperc11 = 0.01, c12 = 0.001, θyg(0) = 0.03, θz(0) = 0.03 (Fig.10)
-0.3 -0.2 -0.1 0.1 0.2 0.3
-1.0
-0.5
0.5
1.0
-0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6
-3
-2
-1
1
2
3
580 590 600 610 620
-1.0
-0.5
0.5
1.0
580 590 600 610 620
-3
-2
-1
1
2
3
Fig.2a Phase portrait of
(θyg(t), θyg(t)).
Fig.2b Phase portrait of
(θz(t), θz(t)).
Fig.2c Time sequence of
θyg(t) andθyg(t) versust.
Fig.2d Time sequence of
θz(t) andθz(t) versust.
-0.06 -0.04 -0.02 0.02 0.04 0.06
-0.15
-0.10
-0.05
0.05
0.10
0.15
-0.04 -0.02 0.02 0.04
-0.15
-0.10
-0.05
0.05
0.10
0.15
580 590 600 610 620
-0.15
-0.10
-0.05
0.05
0.10
0.15
580 590 600 610 620
-0.15
-0.10
-0.05
0.05
0.10
0.15
Fig.3a Phase portrait of
(θyg(t), θyg(t)).
Fig.3b Phase portrait of
(θz(t), θz(t)).
Fig.3c Time sequence of
θyg(t) andθyg(t) versust.
Fig.3d Time sequence of
θz(t) andθz(t) versust.
-0.03 -0.02 -0.01 0.01 0.02 0.03
-0.3
-0.2
-0.1
0.1
0.2
0.3
-0.03 -0.02 -0.01 0.01 0.02 0.03
-0.3
-0.2
-0.1
0.1
0.2
0.3
580 590 600 610 620
-0.3
-0.2
-0.1
0.1
0.2
0.3
580 590 600 610 620
-0.3
-0.2
-0.1
0.1
0.2
0.3
Fig.4a Phase portrait of
(θyg(t), θyg(t)).
Fig.4b Phase portrait of
(θz(t), θz(t)).
Fig.4c Time sequence of
θyg(t) andθyg(t) versust.
Fig.4d Time sequence of
θz(t) andθz(t) versust.
-0.03 -0.02 -0.01 0.01 0.02 0.03
-0.10
-0.05
0.05
0.10
-0.03 -0.02 -0.01 0.01 0.02 0.03
-0.15
-0.10
-0.05
0.05
0.10
0.15
580 590 600 610 620
-0.10
-0.05
0.05
0.10
580 590 600 610 620
-0.15
-0.10
-0.05
0.05
0.10
0.15
Fig.5a Phase portrait of
(θyg(t), θyg(t)).
Fig.5b Phase portrait of
(θz(t), θz(t)).
Fig.5c Time sequence of
θyg(t) andθyg(t) versust.
Fig.5d Time sequence of
θz(t) andθz(t) versust.
-0.03 -0.02 -0.01 0.01 0.02 0.03
-0.10
-0.05
0.05
0.10
-0.03 -0.02 -0.01 0.01 0.02 0.03
-0.05
0.05
580 590 600 610 620
-0.10
-0.05
0.05
0.10
580 590 600 610 620
-0.05
0.05
Fig.6a Phase portrait of
(θyg(t), θyg(t)).
Fig.6b Phase portrait of
(θz(t), θz(t)).
Fig.6c Time sequence of
θyg(t) andθyg(t) versust.
Fig.6d Time sequence of
θz(t) andθz(t) versust.
-0.06 -0.04 -0.02 0.02 0.04 0.06
-0.15
-0.10
-0.05
0.05
0.10
0.15
-0.04 -0.02 0.02 0.04
-0.15
-0.10
-0.05
0.05
0.10
0.15
580 590 600 610 620
-0.15
-0.10
-0.05
0.05
0.10
0.15
580 590 600 610 620
-0.15
-0.10
-0.05
0.05
0.10
0.15
Fig.7a Phase portrait of
(θyg(t), θyg(t)).
Fig.7b Phase portrait of
(θz(t), θz(t)).
Fig.7c Time sequence of
θyg(t) andθyg(t) versust.
Fig.7d Time sequence of
θz(t) andθz(t) versust.
-0.03 -0.02 -0.01 0.01 0.02 0.03
-0.3
-0.2
-0.1
0.1
0.2
0.3
-0.03 -0.02 -0.01 0.01 0.02 0.03
-0.3
-0.2
-0.1
0.1
0.2
0.3
580 590 600 610 620
-0.3
-0.2
-0.1
0.1
0.2
0.3
580 590 600 610 620
-0.3
-0.2
-0.1
0.1
0.2
0.3
Fig.8a Phase portrait of
(θyg(t), θyg(t)).
Fig.8b Phase portrait of
(θz(t), θz(t)).
Fig.8c Time sequence of
θyg(t) andθyg(t) versust.
Fig.8d Time sequence of
θz(t) andθz(t) versust.
-0.010 -0.005 0.005 0.010
-0.010
-0.005
0.005
0.010
-1.´ 10-6-5.´ 10-7 5.´ 10-7 1.´ 10-6
-0.00001
-5.´ 10-6
5.´ 10-6
0.00001
580 590 600 610 620
-0.010
-0.005
0.005
0.010
580 590 600 610 620
-6.´ 10-6
-4.´ 10-6
-2.´ 10-6
2.´ 10-6
4.´ 10-6
6.´ 10-6
Fig.9a Phase portrait of
(θyg(t), θyg(t)).
Fig.9b Phase portrait of
(θz(t), θz(t)).
Fig.9c Time sequence of
θyg(t) andθyg(t) versust.
Fig.9d Time sequence of
θz(t) andθz(t) versust.
-0.010 -0.005 0.005 0.010
-0.010
-0.005
0.005
0.010
-0.02 -0.01 0.01 0.02
-0.02
-0.01
0.01
0.02
580 590 600 610 620
-0.010
-0.005
0.005
0.010
580 590 600 610 620
-0.02
-0.01
0.01
0.02
Fig.10a Phase portrait of
(θyg(t), θyg(t)).
Fig.10b Phase portrait of
(θz(t), θz(t)).
Fig.10c Time sequence of
θyg(t) andθyg(t) versust.
Fig.10d Time sequence of
θz(t) andθz(t) versust.
parameter励振 (Fig.3-8) では,励振の代表的な場合に
対し,c = aを基準に cが大きい/小さい場合の計算結果
を示した.3次元励振と 2点吊り振子の配置の多くの組
合せが可能であるが,目下様々な組合せの計算を進めて
おり,それらの結果は十分に分類できていない.
強制振動と parameter励振では,θyg 方向の運動方程式
に外力を加えた場合 (Fig.9)と θz 方向の運動方程式に外
力を加えた場合 (Fig.10)の例を示した.そこでは,θz の
運動方程式の減衰係数値の取り方が微妙に計算結果に影
響することが分かっている.
4 おわりに
本研究は,文献[1] に刺激されて始まっているが,3つの振
動 modeがあり,質量や慣性 momentの振子運動への影
響に注目し教材として整備する計画で進めて来た.前報
告では,2点吊り振子の 3つの振動modeの実測値と線形
理論値との対応を述べ,様々な解析を行い,非線形連成
振動が起こることが理論的・実験的に確認された.mode
1, 2, 3を同時に扱う場合には,水平上壁面上を原点とし
棒の質量中心に向けて球座標系を取り,さらにその質量
中心を原点とする球座標系で棒の姿勢を記述し,棒上の
紐の結び目から上壁面の結び目までの距離 (紐の長さ)が
一定に保たれる拘束条件を課している[8]–[10].一連の報告
の第一報[9] では,mode 1, 2, 3の運動の記述と個々の記述
の確認を行い,3つのmodeの相互作用が起こることを示
し,第二報[10] では,mode 1, 2, 3の運動の記述と 2つず
つの modeの相互作用並びに個々の運動を記述する運動
方程式を示した.第三報[11] では,3つの modeの相互作
用の数値計算例を示した.加えて,本報告では,捩れ振
動 mode (mode 3)と遊動円木 mode (mode 1)の連成振動
(自由振動,parameter励振,強制振動) を数値解析した.
これらの系では,線形振動では互いに独立で,非線形連
成振動が起こることが特徴である.自由振動の計算例で
は,線形共振点での計算例を示した.parameter励振・強
制振動では,3次元的加振の組合せにより,複雑な挙動が
見られる.mode1のみまたは mode3のみの場合には,2
点吊り振子の配置により非線形軟性/硬性バネ特性が現れ
るが,2つが混在する場合にはまだ分類ができていない.
一方,紐の伸縮を許す場合の問題の定式化は報告[12] で
行っており,今後,本報告の問題との関連や差異を検討
し,個々の振動問題の解析を行う.また,従来の表現に
よるmode間相互作用の報告[13]–[15]も参照されたい.
本報告の一部は,先に第 60回理論応用力学講演会[7] 並
びに日本機械学会 2011年度年次大会[8] において講演し
たことを付記する.
本研究遂行にあたり,本校の校長リーダーシップ経費
による支援を受けたことをここに記して,柳下福蔵校長
に厚くお礼申し上げます.
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[7] 舟田敏雄,鈴木秀,金子裕哉,ビンモハマドイド
ロスムハマドイッザト,大庭勝久,中道義之,青
木 悠祐,宮内 太積,望月 孔二,川上 誠: “2点吊
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[8] 舟田 敏雄,宮内 太積,大庭 勝久,中道 義之,青
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制御部門一般セッションセッション,9月 13日 (火)
9:00-10:00会場:W242,講演番号 G100033.日本
機械学会 2011年度年次大会講演論文集 DVDROM
G100033.pdf.
[9] 舟田敏雄,木ノ内智貴,桜井賢人,大庭勝久,青
木 悠祐,宮内太積,望月孔二: “2 点吊り振子の 3
つの mode間相互作用の解析 (1)” 沼津高専研究報告
第 46号 (2012), in press.
[10] 舟田敏雄,木ノ内智貴,桜井賢人,大庭勝久,青
木 悠祐,宮内太積,望月孔二: “2 点吊り振子の 3
つの mode間相互作用の解析 (2)” 沼津高専研究報告
第 46号 (2012), in press.
[11] 舟田敏雄,木ノ内智貴,桜井賢人,大庭勝久,青
木 悠祐,宮内太積,望月孔二: “2 点吊り振子の 3
つの mode間相互作用の解析 (3)” 沼津高専研究報告
第 46号 (2012), in press.
[12] 木ノ内智貴,舟田敏雄,桜井賢人,大庭勝久,青
木 悠祐,宮内 太積,望月 孔二: “2 点吊り物理振子
の振動解析: 弾性紐の効果” 沼津高専研究報告第 46
号 (2012), in press.
[13] 舟田敏雄,鈴木秀,金子裕哉,木ノ内智貴,桜井
賢人,大庭勝久,青木悠祐,宮内太積,望月孔二,
川上誠; “2 点吊り振子の mode間相互作用と外力と
外部励振による内部共振の数値解析” 沼津高専研究
報告第 46号 (2012), in press.
[14] 舟田敏雄,木ノ内智貴,桜井賢人,大庭勝久,青木
悠祐,宮内太積,望月孔二: “2 点吊り振子の mode
間相互作用と外力と外部励振による内部共振の数値
解析 (2)” 沼津高専研究報告第 46号 (2012), in press.
[15] 舟田敏雄,木ノ内智貴,桜井賢人,大庭勝久,青木
悠祐,宮内太積,望月孔二: “2 点吊り振子の mode
間相互作用と外力と外部励振による内部共振の数値
解析 (3)” 沼津高専研究報告第 46号 (2012), in press.