１４．固体摩擦のある１自由度振動系の強制振動（14Solidfricvib）

運動方程式は

　　　

正規化して

　　

上はシミュレーション，下は周波数特性を計算するときに使う．

● シミュレーションにおける描画画面

　　画面左側：振動曲線（変位・速度各振動・固体摩擦変化）

　　　　右側：周波数特性（外力の大きさF・固体摩擦Frを固定，減衰比ζをパラメータとする周波数特性）

　　　　　　　およびマスの振動

・ 周波数特性において，無停止振動は赤，一時停止振動は青の曲線となっている．

● シミュレータの使い方

・　スタート　→ (1)（文字画面で）m，λ，k入力　→ (2) 外力F，ωf入力　→ (3) 固体摩擦力Fr入力

→ (4) 初期条件入力　→　描画画面表示

・　キー操作：描画画面上で

　s   ：振動の時間変化（何も押さなければ静止したまま）

m  ：系の定数m，λ，k変更

f   ：外力条件F，ωf変更

j   ：初期条件変更

y, Y ：振動曲線・周波数特性の振幅を縮小拡大する（１回毎に変更）

t, T ：時間軸縮小拡大（１回毎に）

z, Z ：周波数軸縮小拡大（１回毎に）

　   ESC ：終了

●　特徴

(1)　固体摩擦Frが存在すると，外力振動数が低いとき一時停止振動（stickslip）が生じる．

　(2)　教科書にはFr/Ｆ>π/4では振動が生じないと書かれているが，一時停止振動がどの周波数でも生じる．

(3)　ζ<<1，z<<1では２回停止振動が生じる．周波数特性は無停止振動・一時停止振動のみの計算をして表示しており，表示された振幅は正確でない．