アニメーションシステムについて


このシステムでは自由振動の様子を見ます。
スクロールバー領域で固有円振動数ωn、減衰比ζ、変位Positionの値を変え、特に減衰による振動の変化を確認することが目的です。
また、減衰による振動の特性を複素平面上に示したグラフと振動の様子を確認できます。
機械力学p135〜140参照
下図はアニメーションシステムの紹介です。

アニメーションシステム紹介 アニメーションシステム概要

本システムは"スクロールバー"、"ボタン"、"表示"、"複素平面の特性根"、"アニメーション"、"グラフ"の6つの領域からなる。

1,スクロール領域
ここでは初期変位(Position)、系の固有円振動数(ωn)、減衰比(ζ)を設定することができる。
2,ボタン領域
Stratをクリックすると設定した初期条件で振動を開始する。
Stopで一時停止、その後Stratで続きから始まる。
Initializeで停止しt=0の状態に戻る。
3,表示領域
表示領域では系の周期T、経過時間t、振動の変位xを示している。
4,複素平面の特性根領域
この図は下式の特性根と振動波形の関係を概念的に図示したもの。
(機械力学p137式(7.13))
実際にアニメーションシステムでζを与えて振動開始させれば分りますが 1)ζ=0(複素平面虚軸上)で減衰なしの振動、
2)0<ζ<1(複素平面左半平面)で減衰の入った振動、3)-1<ζ<0(複素平面右半平面)で発散。
5,アニメーション領域
ここでは設定した変数に対応した振動を実時間でアニメーションしている。
6,グラフ領域
振動の変位をアニメと同調して描く。

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