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振動:洗濯機の力学を理解する

洗濯機がある回転スピードになるとガタガタと振動し始めて驚いたことはありませんか.なぜこのようなことが起こって,どうすれば避けられるのでしょうか.この例では振動の原因を解析し,パラメータを変更することで振動が最小限にできるかどうかを調べます.

洗濯機のモデル

洗濯機はバネとダンパーでモデル化されます.バネは剛性を表し,ダンパーは振動を減衰させる能力を表します.

洗濯機のモデル

振動の解析

洗濯機は静止状態からスタートし,速度が増すにつれて振動し始めます.約6秒で共鳴振動数に達し,激しく振動します.

洗濯機のアニメーション.青い曲線は洗濯機の垂直運動を,オレンジ色の曲線は回転速度を回転毎分で示す.

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