外部加振力及び、変動回転トルクを受ける光磁気ディスクの振動特性解析

• Project/Area Number: 06750221
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Dynamics/Control
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 佐藤 満弘 北見工業大学, 工学部, 助手 (50162483)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1994: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 連続体の振動 / 回転円板 / 定常応答 / 固有円振動数 / 危険速度 / 固有振動モード

Research Abstract

理論解析においては、光磁気ディスクを極異方性回転円板でモデル化し、応力分布と運動方程式を回転座標系から空間に固定した静止座標系にそれぞれ座標変換を行い解析を行った。応力分布については、回転する円板の角加速度の変化に伴う変動回転トルク成分を極異方性回転円板の内力の釣合方程式に取り入れ、スプラインの補間法を用いて応力分布を求めた。運動方程式は、系の減衰を考慮するため、複素ヤング率を用いた内部(構造)減衰を導入し、円板の空間に固定した任意の一点より調和起振される時の応答をガラーキン法を用いて解析した。
数値計算には、北海道大学大型計算機センター、及び、北見工業大学情報処理センターの計算機を利用し、各種応答の計算を行い、今までに求められている一定角速度で回転する円板の応答や固有円振動数との比較を行った。また、上記の理論解析で得た式の収束性などについて検討し、良い結果が得られた。振幅の応答の計算から、固有円振動数で共振状態にある円板の振幅より、危険速度通過時における振幅の方が非常に大きな値として計算された。
本科研費の設備備品費で購入した非接触変位計を用いた回転円板の振幅測定実験装置を製作した。これは、ACサーボモータで円板を回転させる回転部、電磁加振機による加振部、そして、非接触変位計から得た信号を収録、解析する測定部からなる。この実験装置で、一定角速度で回転する円板を打撃棒で加振する打撃実験と電磁加振機による加振実験を行い、供試円板の固有円振動数を振幅の応答より求めた。その結果、以前の数値計算結果とよく一致した値が得られ、理論の妥当性を裏付けることができた。今後の展開としては、非接触変位計を複数個取り付け、さらに詳細なデータを得ること、また、実験よりモードの可視化を行い、数値計算結果と共に考察し、特に、危険速度通過時における円板の特性を解析する予定である。