軸方向慣性力を考慮した区分変断面を有するはりの非線形振動解析

摘要

近年，自動車や航空機などの輸送機械には，軽量かつ高い構造剛性である設計が求められる．しかし，はりや平板などの薄肉構造要素は周期荷重を受けると共振により大振幅の非線形振動が生じ，特定の振動数領域では動的飛び移りや内部共振に起因した非周期的なカオス振動が発生しやすい．さらに近年，設計の高度化に伴い，複雑形状の要素が多用されるようになりつつある．一般の機械構造において，はりは他の構造要素と接合されることが多いため，軸方向に弾性拘束された状況となる．はりに付加された端部質量が大きい場合には，軸方向慣性力による非線形性が顕在化することが予想される．したがって弾性拘束力や軸方向慣性力の影響を考慮し，複雑な形状を有するはりの非線形振動を解析することは工学上重要な課題であると言える．