日本機械学会論文集 C編

部分的に液を満たした円筒殻の振動と動的不安定

八巻昇

1984 年 50 巻 449 号 p. 3-10
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.3

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モーダル解析での高次モード削除の補正方法

畠進, 重田政之

1984 年 50 巻 449 号 p. 11-16
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.11

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モーダル解析において、省略した高次モードの影響を静的な応答で補正する手法が既に提案されている。本報告では、この手法の意味を詳細に考察し、精度および計算コストの点から本手法が極めて有効であることを明らかにする。従来のモ-ダル解析で高次モードを省略した場合、応力の一部で誤差が大きくなることがあるが、本手法によれば正解に近い値を得ることができる。

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単純重ね合わせ継手の引張りせん断負荷に対する変形と強度

杉林俊雄, 池上皓三

1984 年 50 巻 449 号 p. 17-27
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.17

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単純重ね合せ継手の強度に力学的におよぼす因子として被着体厚さ、接着層厚さ、接着長さを取りあげ、おのおのの因子が被着体、接着層、被着体と接着層との界面の応力分布に与える影響を有限要素法により検討した。これらの結果と3種類の強度則とを組合せて金属と金属とを接着した単純重ね合せ継手の強度を予測した。予測した継手の強度は実験によってその妥当性を確認した。

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任意断面管内の気体の波動 : 簡易な近似式の誘導と実験

浦田喜彦, 立道有年

1984 年 50 巻 449 号 p. 28-36
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.28

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管内気体の波動では粘性以外に圧力変化に伴う温度変化も大きいことから気体と管壁間の熱の受授も減衰要因となる。この論文では粒子速度と温度の境界層が薄い場合を対象に簡易な近似方程式を導いた。また、空気と円管、方形管とで、およびアルゴン、CO₂と円管とで減衰率、伝ぱ速度、振動数応答などの測定を行って、この近似方程式が広い範囲で妥当であることを確認した。熱的効果は気体の粘性が見かけ上増大したのと同じになる。

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機械構造物の振動特性に関する設計感度解析 : 周波数応答における感度係数の解析

吉村允孝

1984 年 50 巻 449 号 p. 37-43
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.37

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機械構造物の周波数応答に関するモーダルフレキシビリティなどの評価特性の、設計変数に対する感度係数を提示した。そっして、機械構造内の代表的な構造要素である、ばね要素、集中質量要素および減衰要素の設計変数に対する評価特性の感度解析を行い、さらに感度係数とエネルギ分布率との間の関係を明らかにした。最後に、旋盤構造を模擬化したモデルに対し感度係数を評価し、設計変数の変化と評価特性の変化の関係を例示した。

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2個の複合動的吸振器の最適設計法とその効果

岩浪孝一, 背戸一登

1984 年 50 巻 449 号 p. 44-52
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.44

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質量、ばね及びダンパで構成された動的吸振器を2個複合させた場合について、その最適設計条件式を導き、最適設計資料を示している。また、複合動的吸振器の効果として、通常の単一動的吸振器は固有振動数変動等の影響を受けやすいのに対し、2個複合することによって制振効果の低下を小さく抑えられる効果がある。さらには、この固有振動数変動を見込んだ最適設計が可能となることを示している。

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弾性はりに対する複数制振器の最適設計

吉田和夫, 下郷太郎, 松本寿彰

1984 年 50 巻 449 号 p. 53-63
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.53

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本研究は不規則入力を受ける弾性はりに対する複数制振器の準最適化手法を確立している。真直はり構造と様々な入力方向をもつ曲りはり構造を取り上げ、曲げ応力と制振器荷重を最小にするような評価関数を設定して複数制振器の特性の最適化に本手法を適用し、最急降下法によって最適な制振器位置の探索を行っている。数値計算において手法の有効性と最適化の重要性が示され、制振器設計のための指針が得られている。

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円板と回転殻の接続系の振動

小沢田正, 鈴木勝義, 高橋伸

1984 年 50 巻 449 号 p. 64-71
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.64

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本報告では、たる形回転殻の上下端に円板のふたが接続された系の非軸対称振動を解析する。接続系の振動のラグランジュアンを境界値の二次形式で表し、未定境界値についてのラグランジュアンの極小条件から振動数方程式を求める。数値計算によって、円板のふた、円板と回転殻の板厚比、周方向波数などのパラメータが接続系の固有振動数に及ぼす影響を明らかにする。又、振動モードの移行現象についても調べている。

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羽根車の振動 : 第6報,羽根車と共に運動する座標系においての振動解析-その1

道村晴一, 長松昭男, 萩原憲明, 菊地勝昭

1984 年 50 巻 449 号 p. 72-80
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.72

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本報においては、回転時における羽根車の振動特性を有限要素法により解析する際、それに必要な運動(振動)方程式の誘導を試みる。羽根車が回転時において振動している場合、その振動によって生じる遠心力、コリオリ力の影響を考慮している。得られた方程式から、遠心力と関係している危険角速度、危険モードが存在していること、自由振動における固有ペアの計算はエルミート行列の固有値問題に帰着されることなどがわかった。

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羽根車の振動 : 第7報,羽根車と共に運動する座標系においての振動解析-その2

道村晴一, 長松昭男, 萩原憲明, 菊地勝昭

1984 年 50 巻 449 号 p. 81-89
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.81

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従来の周期対称法を改良し、回転時における振動方程式を基にして(コリオリ力の影響を考慮)、回転時における羽根車の振動解析が効率良く、しかも精度良く行える方法の説明を行う。このことにより、回転時における羽根車の振動解析においても静止時の場合と同様、一つの基本部分構造だけを対象とすればよいことになる。次にこの方法を実際の羽根車に適用し、計算結果に考察を加え、さらに計算値と実験値との比較検討を行っている。

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液体中における棒群の連成振動の研究 : 第2報,二次元配列の棒群の振動特性

笠井洋昭, 尾上佳史, 加賀万亀男

1984 年 50 巻 449 号 p. 90-100
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.90

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本研究は、第1報で述べた流路網理論による液中棒群の振動解析手法を応用して、容器内に支持された正方形断面の棒群の基礎的な振動特性を数値実験で調べたものである。特に、二次元軸対称に偶数、奇数本が配列されて、棒同志の間げき幅が一定の水中棒群が強制加振される系を取り上げて、棒群の本数、容器と棒群外周の間げき幅の関係において応答が卓越する固有振動数、振動モードの特徴について考察した。

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自在継手により駆動される回転軸の横振動 : 第1報,二次モーメントによる偶数倍振動の発生

太田博, 加藤正義

1984 年 50 巻 449 号 p. 101-105
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.101

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自在継手を介して駆動される従動軸に発生する振動の原因とその特徴を明らかにするため、自在継手によるモーメントの伝達機構について力学的な考察を行い、自在継手が従動軸に与えるモーメントを求めた。このモーメントにより、駆動軸の角速度が従動軸の固有円振動数の偶数分の一となる付近で、軸は共振し、駆動軸角速度の偶数倍のふれまわり角速度を持つ激しい強制振動を起こすことが明らかとなった。

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大形回転機の振動診断法 : 流れ図方式による現象及び要因判別

佐藤一男, 藤沢二三夫, 大森基次

1984 年 50 巻 449 号 p. 106-114
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.106

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蒸気タービンロータ等の大形回転機の振動を対象に、計算機によるその現象あるいは要因の判別が比較的難しい例をとりあげ、その一判別法を示した。分数調波振動と自励振動は計算機に取込んだ振動波形を分数調波振動の次数の周期で分割し、その波形間の相対位相差を調べることにより判別できる。ロータ部材の欠損等の不つりあい要因は過去の一定時間幅の不つりあい振動ベクトルの振幅と位相の変化を調べることにより判別できる。

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分散をともなうはりの曲げ波伝ぱ

野波健蔵, 富成襄, 戸谷隆美

1984 年 50 巻 449 号 p. 115-124
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.115

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方形波の分散によるひずみ波形をフーリエ級数展開近似による方法で計算し、方形波の分散波に関する特徴的形状をまず提示した。ついで、片持ばりに方形波を入力した場合について、有限要素法による数値解と実験から分散波に近い結果を得、現実に波形ひずみが生じていることを明らかにした。さらに、固有モードの形成過程を考察し、高い振動数ほど速く形成されることを明らかにした。

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タイヤのスキールノイズに関する研究

千田哲也, 中井幹雄, 横井雅之, 千葉喜一

1984 年 50 巻 449 号 p. 125-133
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.125

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タイヤスキール(鳴き音)の発生機構を究明するために、実車試験、タイヤ単体によるドラム試験およびトレッドゴム試験を行った。その結果、タイヤの横すべり速度がある値以上になるとスキールが発生し、この値は走行速度の増大によって大きくなるが、トレッドパターンや荷重によっては変化しないこと、およびスキール周波数はトレッドゴムの振動部分の厚さに反比例し、スキールはトレッド部分の自励振動より生ずることがわかった。

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柔らかい面のステップ荷重下のスクイーズ膜に関する研究 : 第1報,円形平面の場合

池内健, 森美郎

1984 年 50 巻 449 号 p. 134-142
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.134

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円形平面間の潤滑膜の荷重が急激に増加する場合の弾性流体スクイーズ膜の基礎特性を解明するため、円形平面と柔らかい平面との間に流体を満たしてステップ荷重を加える場合のスクイーズ膜を理論解析と実験によって調べ、潤滑膜が長時間にわたって非接触密封状態を保つ場合と、短時間で端部が固体接触する場合に分類されることを示し、またスラスタの質量が大きく、流体の粘度が低い場合に減衰振動が生じることを明らかにした。

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柔らかい面のステップ荷重下のスクイーズ膜に関する研究 : 第2報,球面の場合

池内健, 森美郎

1984 年 50 巻 449 号 p. 143-151
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.143

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凸状面間の潤滑膜の荷重が急激に増加する場合の弾性流体スクイーズ膜の基礎特性を解明するため、球面スラスタと柔らかい面の間に流体を満たしてステップ荷重を加える場合のスクイーズ膜を理論解析と実験によって調べ、スラスタの質量が大きく流体の粘度が低い場合には減衰振動が生じること、時間の経過につれて初期膜厚の影響が減ること、荷重が大きいほどスラスタの沈み量、中心部の膜厚、最小膜厚が大きいことを明らかにした。

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球面溝付き軸受の動特性の解析 : 垂直方向偏心量および潤滑流体の圧縮性の影響

川端信義, 三宅裕

1984 年 50 巻 449 号 p. 152-159
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.152

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溝付き軸受は気体軸受としての応用例が数多いにもかかわらず潤滑流体の圧縮性の影響についてはほとんど研究されていない。球面溝付き軸受は実用上極めて重要であるのでその動特性を無限溝本数の仮定に基づいて潤滑流体が等温変化する気体の場合も含めて解析する方法を示した。非圧縮性流体潤滑および等温変化する気体潤滑の場合について数値計算を行い、動特性、安定性に対する垂直方向偏心量、圧縮性の影響を示した。

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浮動ヘッドスライダ浮揚特性におよぼすフリードスロット部の影響

多川則男, 荻原誠, 松原孝男, 伊藤勝

1984 年 50 巻 449 号 p. 160-167
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.160

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浮動ヘッドスライダ浮揚特性におよぼすプリードスロット部の溝深さ、溝幅の影響について解析し、そのスライダ静特性におよぼす影響を明らかにした。そして加工性、生産性を考慮した時のプリードスロット部を含むスライダ系の設計指針について考察し、それにもとづきスライダを試作して浮揚実験を行った。その結果計算結果の妥当性が確認されると共に、溝加工精度、溝形状が浮揚特性に大きな影響をおよぼすことが明らかとなった。

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二次元に分布した粗さをもつ面の流体潤滑特性 : 第1報,混合平均すきまを用いる解析法

三矢保永

1984 年 50 巻 449 号 p. 168-178
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.168

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二次元に分布した粗さをもつ面の流体潤滑特性を解析する新しい方法を示した。二次元粗さをもつ面と等価な平滑面は、算術平均と調和平均と混合した平均すきまで与えられること、混合比はスライダ長の中心に対して対称な単位粗さモデルから求められることを明らかにし、混合平均すきまで表したレイノルズ方程式を導入した。また等方性および異方性の粗さをもつスライダについて、厳密解と比較し混合平均すきまの妥当性を実証した。

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硬化層厚さをかえた浸炭焼入れ歯車の残留応力の理論解析

藤尾博重, 迫田雅治

1984 年 50 巻 449 号 p. 179-186
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.179

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SNC815製歯車の浸炭時間をかえた場合に歯元すみ内部に生じる残留応力を有限要素法を用いて解析的に求めた。その結果、ある硬化層厚さの場合に残留応力は最大値を有し、それ以上あるいは以下の硬化層厚さでは残留応力が減少することが示された。また、X線法による測定結果でもそのことが裏づけられ、しかも両者の結果が比較的よく一致していて、最適硬化層厚さの推定に有効であることが示された。

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可展歯面鼓形ウォームギヤの点接触化に関する研究

大泉哲哉, 酒井高男

1984 年 50 巻 449 号 p. 187-194
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.187

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既に発表した「点接触歯車対の構成法」を用い、可展歯面鼓形ウォームギヤを点接触化することについて考察した。とくに線接触かみ合いをするホイール歯面を創成する通常のホブを用い、その位置をウォームギヤの属する歯車系外にとって、ホイール歯面を点接触化すうる方法を取り上げ、これについて具体的に考察した。そして歯面損傷をおこさずになじむと予想される歯面がこの点接触化法で得られることを歯当たり解析によって確かめた。

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クリンゲルンベルク式ハイポイドギヤのスコーリング強度と摩擦損失に関する研究

成瀬長太郎, 灰塚正次, 根本良三, 菅沼立至

1984 年 50 巻 449 号 p. 195-203
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.195

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クリンゲルベルク式ハイポイドギヤにおいて、歯面処理を種々変えたときのスコーリング限界荷重、比磨耗量及び摩擦損失についての実験を行い、それらの傾向をまとめた。ここで歯面表面処理として、浸炭焼入れのままのほか、浸炭焼入れの上に銅めっきをほどこしたもの、リュ-ブライト処理をほどこしたもの、及び塩浴窒化処理をほどこしたものをとりあげた。潤滑油はギヤ油のほかにハイボイドギヤ油を用いた。

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動力伝達用プラスチック歯車に関する研究 : プラスチック歯車の動力伝達機構

寺島健一, 塚本尚久, 石嘉〓

1984 年 50 巻 449 号 p. 204-212
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.204

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プラスチック歯車は自己潤滑性があり騒音を発生しないなど多くの利点をもつが、負荷能力と耐磨耗性がないのが欠点である。本研究は軟質歯車がどのように歯をたわませながら力を伝達するかを明らかにして、負荷能力を増す方法や歯面の溶融や異常磨耗の発生機構を説明している。この解析から異常磨耗を防止し、負荷能力を増すには、かみあい率2以上、たわんだとき正規の形状になるような歯形の採用を提案している。

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工作機械の構造創成方法 : 第1報,バリアント・デザイン方式による創成

新野秀憲, 伊東誼

1984 年 50 巻 449 号 p. 213-221
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.213

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モジュラ構成工作機械の設計方法論を確立するため、その際に基本的に重要となる工作機械の構造記述方法を提案し、それを用いて工作機械相互の構造および構造形態の類似性を定量的に評価する方法について検討してきた。しかし、所期の目的を達成するため本報では、提案した構造記述方法を用いて、バリアント・デザイン方式による工作機械の構造創成方法を提案し、その具体的な創成の手順と、その特徴について明らかにしている。

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舶用熱・電力供給プラントの最適設計・運用計画

赤木新介, 伊東弘一, 板東宏

1984 年 50 巻 449 号 p. 222-229
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.222

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ディーゼルおよびターボ発電機、補助ボイラ等から構成される舶用熱・電力供給プラントに対し、線形計画法に基づく最適運用計画問題と最適設計計画問題を階層的に組合わせることにより、プラントを構成する機器設備台数と機器規模を適切に決定する計画手法を開発した。実計画コンテナ船に対する設計計算を通じて、その有効性の検証と、試行錯誤的設計法と比較してより経済性に優れたプラントの設計が可能なことを示した。

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回転ばねで支持されたミンドリン円板の振動

小島宏行

1984 年 50 巻 449 号 p. 230-233
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.230

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回転ばねで支持された円板の自由振動を、ミンドリンの厚板理論を用いることにより、回転慣性とせん断変形とを考慮して解析的に調べるとともに数値計算を行った。無次元固有振動数は、高次モードになるほど、板の厚みの増加に対しより大きく減少するが、回転ばねの変動に対してはより小さく変化することが明らかになった。

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往復動内燃機関の起振力に関する研究

米沢徹, 苅田広

1984 年 50 巻 449 号 p. 234-242
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.234

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The exciting force measuring equipment is designed to transform supporting system of the reciprocating internal combustion engine into the perfect uncoupled system and separate six components of the exciting force from the vibration acceleration so that quantitative measurement can be taken. Moreover, as the result of the exciting force calculating programs considering speed fluctuation the calculated value agreed well with the measured value, and thus the property of the calculating method was proved. In addition, the application of the results of calculation to vibration isolation design produced good results on the vibration response prediction, so that the possibility of becoming an effective means in predicting vibration during design procedure was confirmed.

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流体中の振動円板に作用する付加質量効果

久保田裕二, 鈴木健彦

1984 年 50 巻 449 号 p. 243-248
発行日: 1984/01/25
公開日: 2008/02/21

DOIhttps://doi.org/10.1299/kikaic.50.243

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This paper describes the added mass effects acting on a disc vibrating in fluid. This investigation was carried out to derive a simple approximate formulation for calculating natural frequencies of a disc oscillating in a fluid-filled cylindrical case. In the theoretical model, the disc is considered as an annular plate which has very small width compared with its radius. It is assumed that differentials in the radius direction are negligible and that there is no fluid flow in the gap between the disc and the cylindrical case. Only diametral modes are discussed. Experimental investigations were conducted to compare with formulation results. It was confirmed that the approximate formulation is useful to estimate natural frequencies of a disc in fluid.

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