構造物動的応答 戻る EN | ZH
Structural Dynamics

構造物の動的応答シミュレーター

1自由度系(SDOF)に各種加振を与えてRK4数値積分で応答を計算。変位・速度・加速度の時刻歴と周波数応答関数(FRF)をリアルタイム可視化。

パラメータ設定
加振タイプ
質量 m 1000 kg
剛性 k 100000 N/m
減衰比 ζ 0.050
加振周波数 f_ex 3.00 Hz
振幅 F₀ 1000 N
ωₙ [rad/s]
固有振動数 fₙ [Hz]
最大変位 [mm]
動的増幅係数 β
ωd [rad/s]
減衰固有周期 Td [s]
最大加速度 [m/s²]
臨界減衰係数比 ζ
時刻歴応答
周波数応答関数 |H(ω)| vs ω/ωₙ

運動方程式と理論

1自由度系の運動方程式(基盤加振の場合 $\ddot{u}_g$ を加えた絶対変位):

$$m\ddot{x} + c\dot{x} + kx = F(t)$$

ここで $c = 2\zeta\sqrt{km}$(減衰係数)。固有角振動数:$\omega_n = \sqrt{k/m}$,減衰固有角振動数:$\omega_d = \omega_n\sqrt{1-\zeta^2}$

周波数応答関数:$|H(\omega)| = \dfrac{1}{\sqrt{(1-r^2)^2+(2\zeta r)^2}}$,$r=\omega/\omega_n$

共振時($r=1$):$|H| \approx \dfrac{1}{2\zeta}$(動的増幅係数の最大値)

CAE連携: 建物・橋梁・機械構造の動解析における等価1自由度モデル。Ansys Mechanical / Abaqusの線形動解析結果の手計算検証。地震応答スペクトル法(SRSS/CQC)の基礎となるSDOF応答。

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