流体力や電磁気力などの相互作用による機械・構造物が連成振動

Question

流体力や電磁気力などとの相互作用によって生じる機械・構造物が連成振動に関して、具体的にどういうものがあるのでしょうか？できればその連成振動の発生メカニズムと発生する振動について教えていただけないでしょうか？また連成振動を抑制するにはどうしたら良いのでしょうか？お教えください。

kangaeru2 · Accepted Answer

連成振動を考える場合は、バネ・マス（質量）・ダンパ（減衰機能）系からなる要素を連結したモデルを作って、伝達特性を解析します。各要素は、それぞれ固有振動数を持っています。ひとつ以上の要素に外から振動的な力または衝撃的な力が加わると、その要素は、固有振動数を中心とする周波数分布を持つ振動を起こします。これが、繋がっている要素に次々に伝わっていって、連成振動となります。振動源となる外力には、直接接触している物から受ける力と接触していない物から受ける力とがあります。後者には、重力（万有引力）・電磁力などがあります。流体から発生する外力の例としては、流体の圧力・（重力）・浮力・摩擦力などがあります。電磁気力から発生する外力は、静電気力・磁力と動電気力・磁力です。これらの外力が振動的な場合、機械・構造物系がそれぞれの要素の振動特性に従って振動します。具体的な例としては、配管系の振動があります。配管系は、地震や管内圧力の変動などによって連成振動を起こします。構造物の連成要素をひとつの系（システム）として捉えることもできて、外振の振動数がシステムの固有振動数成分を含む場合は共振現象を起こし、機械・構造物が破壊されることがあり、これが現在問題視されています。振動を抑制するためには、①外力そのものを除去するか遮断する、②固有振動数を変えて共振を防ぐ、③ダンパ（減衰機能）を強化して振動を減衰させる、④逆位相の振動力を加える、などが考えられます。
連成振動による事故の例としては、レールの屈曲などにより列車が振られて脱線した例や、風によって吊り橋が振動し、破壊されたこともあります。
また、ダンパとしては、ゴムなどの振動吸収材、空気・オイル・磁気を用いるなどしますが、最近は、電子制御技術を使って、ダンパの特性を制御するアクティブダンパも使われます（上述④）。摩擦を利用した非線形ダンパもあります。

uen_sap · Answer

ウォーターハンマーが代表例。
教科書見ましょう。
何が連成しているかによって対策は当然違います。回転機械が振動源なら回転機械の基礎を別置きにする。
水撃は少し複雑ですが、タンク容量、拝観の屈曲等で逃げることが多いようです。

doc_somday · Answer

一応力学、機械工学、流体工学、化学工学を全部理解する必要がありますので。まあ大学を卒業するまでには教科書を理解出来るでしょう。

流体力や電磁気力などの相互作用による機械・構造物が連成振動

連成振動を考える場合は、バネ・マス（質量）・ダンパ（減衰機能）系からなる要素を連結したモデルを作って、伝達特性を解析します。

ウォーターハンマーが代表例。

一応力学、機械工学、流体工学、化学工学を全部理解する必要がありますので。

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