８　　線形ｎ自由度振動系の強制振動（フォルダ名08Forcedvibn）

・　運動方程式は

　　

　　

　　・・・・・・・・・・・・・・・

　　

　　・・・・・・・・・・・・・・・

　　

　制限的な外力が第ｉ番目のマスにのみ加わるとする．

・ 定常振動を

と置くと，上式は

ただし　，，　

　，

この式の実部は

虚部は

この２つの式をまとめると

，

・ 定常振動振幅の解は

　　

・ 系の周波数特性は上記の解を振動数ωの関数として表示される．

・ 減衰なしの固有振動数は

　　　

　　を与えるである．

● シミュレーションにおける描画画面

・ 画面左側　：　振動の時間経過（描画画面上でキーsを押し続けると時間的変化が表示される）

右側　：　弦でつながったマスの振動モードと系の周波数特性（キーfを押した場合）

● シミュレータの使い方

・ スタート → (1)自由度入力 → (2)系の定数入力 → (3)描画する振動波形の数入力

→　(4)描画する周波数特性曲線の数入力 → (5)外力入力 → (6)初期条件設定 →　描画

・ キー操作（描画画面上でキーを押し，変更は文字画面上で）

s    ：振動継続（sを押し続けないと何も変化しない）

n    ：自由度変更

m   ：自由度変えず，系の定数変更

g    ：系の定数変えず，外力条件変更

j    ：上記系を変えず，初期条件変更

f    ：周波数特性描画

Y, y  ：振動・周波数特性の縦軸拡大縮小

T, t  ：振動曲線時間軸拡大縮小

X, x ：スペクトルの横軸拡大縮小

●　特徴

(1) 振動数によって，定常振動の振動パターン（振動モード・振幅）が変わり方

(2) 初期状態から如何に定常状態へ推移するかその変化の様子，

(3) マスの数が多く（自由度大）第１マスに外力を加えた場合，振動の波がマス１から順に移動するかの如き過渡状態の様子

などが見ることができる．