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系統識別號 U0002-0109200818180100
中文論文名稱 非線性支撐基座之減振研究
英文論文名稱 A Study Of Deck Vibration With Nonlinear Supports
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 航空太空工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Aerospace Engineering
學年度 96
學期 2
出版年 97
研究生中文姓名 張銘祥
研究生英文姓名 Ming-Hsiang Chang
學號 695430743
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2008-07-22
論文頁數 219頁
口試委員 指導教授-王怡仁
委員-洪健君
委員-蕭富元
中文關鍵字 光碟機  振動  減振器  非線性 
英文關鍵字 CD-ROM  vibration  nonlinear 
學科別分類 學科別應用科學航空太空
中文摘要 過往減振設計,以改變減振器之質量或直接在基座支撐點使用減振材料使其具有減振效果。但如此之設計,所使用之減振器則需量身定做,來因應各種光碟機,不同的系統需要不同的減振器,這樣將大大增加成本。故在本研究中,我們將使用一種更符合經濟成本,且在不改變減振器材料及更動光碟機之大部分架構的方式之下,僅以改變減振器位置的方法來達到減振的效果。此外,本研究將基座四個角落的彈性係數作非線性化假設,並加入二個獨立之點質量減振器,運用Lagrangian Method導出其運動方程,再以複合時間比例法(Multiple Scales)求其穩態固定點(Foxed Point)的頻率愈響應和解析解,並以耦合模式之頻率響應數值解與解析解加以對照佐證此模式及結果的正確性。
本研究除了使用雙質點減振系統之外,對於許多非線性的現象也有分析,其結果將是線性假設所無法發現的;而對於雙質點減振器擺放位置之於系統減振的效果,也詳加研究,相信可有效降低振動幅度,此數據期望能對相關產業作為測試、設計之參考。
英文摘要 In this research, an optimized position of a set of 2 mass-spring-damper vibration absorbers is proposed for a vibration mechanism device (such as optical disk drive or other mechanical vibration deck system). This vibration system is simulated by a rigid body deck with 4 corners supported by cubic springs. Only out-of-plane motions are considered in this research. 2 point-mass absorbers are attached under this deck. A nonlinear 3-D theoretical model for this system is established by Lagrange’s equation. The asymptotic analytical solution is obtained by the multiple time scale analysis. The IMSL © subroutine is employed for solving nonlinear system frequency response. The fixed points semi-analytic results in frequency domain are also acquired. Correlation is made in frequency domain to ensure the accuracy of our model. This research provides a theoretical background for the preliminary vibration reduction design for industries. It is found that the existing vibration deck amplitude and unsteady region can be reduced by simply adding the absorbers at the end corner of the deck, without changing the main configurations. This will not only save costs but also increase testing efficiency, achieving the most cost-effective vibration reduction result.
論文目次 中文摘要…………………………………………………………………I
英文摘要……………………………………………………………………………II
目錄……………………………………………………………………III

第一章 緒論……………………………………………………………1
一、1 研究動機…………………………………………………1
一、2理論分析與介紹…………………………………………3
一、3 文獻回顧…………………………………………………6
第二章 平板剛體減振模式之建立……………………………………9
二、1 非線性運動方程式之推導………………………………9
二、2非線性運動方程式解耦之解析解……………………16
二、3非線性運動方程式耦合之解析解……………………30
二、4非線性運動方程式相同頻率特例之解析解…………36
二、5 非線性運動方程式之頻率響應………………………38
第三章 成果與討論…………………………………………………49
第四章 結論與未來研究方向……………………………………56
參考文獻………………………………………………………………58
論文簡要版……………………………………………………………212

圖表目錄
圖(一) 外力由內而外依序為0.01、0.05、0.1、0.2……………60
圖(二) 單擺示意圖…………………………………………………60
圖(二) Soft spring與Hard spring之簡單示意圖…………………61
圖(四) 具雙減振器之三維模型……………………………………61
圖(九) 基座位置劃分示意圖………………………………………64
圖(1) 減振器位於A( 76, 117);B(-76, 117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………………64
圖(2) 減振器位於A( 76, 117);B(-76, 117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………………65
圖(3) 減振器位於A( 76, 117);B(-76, 117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………………65
圖(4) 減振器位於A( 76, 117);B(-76, 117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………………66
圖(5) 減振器位於A( 76, 117);B(-76, 117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………………66
圖(6) 減振器位於A( 76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =6.0……………………………………………67
圖(7) 減振器位於A( 76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =17.4……………………………………………67
圖(8) 減振器位於A( 76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =17.4……………………………………………68
圖(9) 減振器位於A( 76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =136.3…………………………………………68
圖(10) 減振器位於A( 76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =17.4……………………………………………69
圖(11) 減振器位於A( 76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =136.3…………………………………………69
圖(12) 減振器位於A( 76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =13.5……………………………………………70
圖(13) 減振器位於A( 76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =136.3…………………………………………70
圖(14) 減振器位於A( 76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =0.0……………………………………………71
圖(15) 減振器位於A( 76, 117);B(-76,-117)時, 方向之頻率響應Fix points…………………………………………………71
圖(16) 減振器位於A( 76, 117);B(-76,-117)時, 方向之頻率響應Fix points…………………………………………………72
圖(17) 減振器位於A( 76, 117);B(-76,-117)時, 方向之頻率響應Fix points…………………………………………………72
圖(18) 減振器位於A( 76, 117);B(-76,-117)時, 方向之頻率響應Fix points…………………………………………………73
圖(19) 減振器位於A( 76, 117);B(-76,-117)時, 方向之頻率響應Fix points…………………………………………………73
圖(20) 減振器位於A( 76, 117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =5.8…………………………………………74
圖(21) 減振器位於A( 76, 117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =17.0…………………………………………74
圖(22) 減振器位於A( 76, 117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =17.0…………………………………………75
圖(23) 減振器位於A( 76, 117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =33.0…………………………………………75
圖(24) 減振器位於A( 76, 117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =17.0…………………………………………76
圖(25) 減振器位於A( 76, 117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =33.0…………………………………………76
圖(26) 減振器位於A( 76, 117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =0.0…………………………………………77
圖(27) 減振器位於A( 76, 117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =9.2…………………………………………77
圖(28) 減振器位於A( 76, 117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =33.0…………………………………………78
圖(29) 減振器位於A( 76, 117);B( 19, 29.25)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………78
圖(30) 減振器位於A( 76, 117);B( 19, 29.25)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………79
圖(31) 減振器位於A( 76, 117);B( 19, 29.25)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………79
圖(32) 減振器位於A( 76, 117);B( 19, 29.25)時, 方向之頻率響應Fix points…………………………………………………80
圖(33) 減振器位於A( 76, 117);B( 19, 29.25)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………80
圖(34) 減振器位於A( 76, 117);B( 19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =5.9………………………………………81
圖(35) 減振器位於A( 76, 117);B( 19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =17.0…………………………………………81
圖(36) 減振器位於A( 76, 117);B( 19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =17.0………………………………………82
圖(37) 減振器位於A( 76, 117);B( 19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =148.0……………………………………82
圖(38) 減振器位於A( 76, 117);B( 19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =17.0………………………………………83
圖(39) 減振器位於A( 76, 117);B( 19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =148.0……………………………………83
圖(40) 減振器位於A( 76, 117);B( 19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =0.0…………………………………………84
圖(41) 減振器位於A( 76, 117);B( 19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =13.5………………………………………84
圖(42) 減振器位於A( 76, 117);B( 19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =148.0……………………………………85
圖(43) 減振器位於A( 76, 117);B(-19, 29.25)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………85
圖(44) 減振器位於A( 76, 117);B(-19, 29.25)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………86
圖(45) 減振器位於A( 76, 117);B(-19, 29.25)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………86
圖(46) 減振器位於A( 76, 117);B(-19, 29.25)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………87
圖(47) 減振器位於A( 76, 117);B(-19, 29.25)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………87
圖(48) 減振器位於A( 76, 117);B(-19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =6.0………………………………………88
圖(49) 減振器位於A( 76, 117);B(-19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =16.8………………………………………88
圖(50) 減振器位於A( 76, 117);B(-19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =16.8………………………………………89
圖(51) 減振器位於A( 76, 117);B(-19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =126.0……………………………………89
圖(52) 減振器位於A( 76, 117);B(-19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =16.8………………………………………90
圖(53) 減振器位於A( 76, 117);B(-19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =126.0……………………………………90
圖(54) 減振器位於A( 76, 117);B(-19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =0.0………………………………………91
圖(55) 減振器位於A( 76, 117);B(-19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =12.5………………………………………91
圖(56) 減振器位於A( 76, 117);B(-19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =126.0……………………………………92
圖(57) 減振器位於A( 76, 117);B(-19,-29.25)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………92
圖(58) 減振器位於A( 76, 117);B(-19,-29.25)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………93
圖(59) 減振器位於A( 76, 117);B(-19,-29.25)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………93
圖(60) 減振器位於A( 76, 117);B(-19,-29.25)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………94
圖(61) 減振器位於A( 76, 117);B(-19,-29.25)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………94
圖(62) 減振器位於A( 76, 117);B(-19,-29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =5.8………………………………………95
圖(63) 減振器位於A( 76, 117);B(-19,-29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =16.5………………………………………95
圖(64) 減振器位於A( 76, 117);B(-19, 29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =146.0………………………………………96
圖(65) 減振器位於A( 76, 117);B(-19,-29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =146.0……………………………………96
圖(66) 減振器位於A( 76, 117);B(-19,-29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =0.0……………………………………97
圖(67) 減振器位於A( 76, 117);B(-19,-29.25)時, 方向之相位圖phase plot, =146.0……………………………………97
圖(68) 減振器位於A( 76, 117);B( 76, 117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………98
圖(69) 減振器位於A( 76, 117);B( 76, 117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………98
圖(70) 減振器位於A( 76, 117);B( 76, 117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………99
圖(71) 減振器位於A( 76, 117);B( 76, 117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………99
圖(72) 減振器位於A( 76, 117);B( 76, 117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………100
圖(73) 減振器位於A( 76, 117);B( 76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =5.5………………………………………100
圖(74) 減振器位於A( 76, 117);B( 76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =16.5………………………………………101
圖(75) 減振器位於A( 76, 117);B( 76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =16.5………………………………………101
圖(76) 減振器位於A( 76, 117);B( 76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =43.0……………………………………102
圖(77) 減振器位於A( 76, 117);B( 76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =16.5………………………………………102
圖(78) 減振器位於A( 76, 117);B( 76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =43.0……………………………………103
圖(79) 減振器位於A( 76, 117);B( 76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =0.0……………………………………………103
圖(80) 減振器位於A( 76, 117);B( 76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =11.0………………………………………104
圖(81) 減振器位於A( 76, 117);B( 76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =43.0……………………………………104
圖(82) 減振器位於A(-76, 117);B(-76, 117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………105
圖(83) 減振器位於A(-76, 117);B(-76, 117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………105
圖(84) 減振器位於A(-76, 117);B(-76, 117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………106
圖(85) 減振器位於A(-76, 117);B(-76, 117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………106
圖(86) 減振器位於A(-76, 117);B(-76, 117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………107
圖(87) 減振器位於A(-76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =5.2………………………………………107
圖(88) 減振器位於A(-76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =12.0………………………………………108
圖(89) 減振器位於A(-76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =12.0………………………………………108
圖(90) 減振器位於A(-76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =148.0……………………………………109
圖(91) 減振器位於A(-76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =12.0………………………………………109
圖(92) 減振器位於A(-76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =148.0……………………………………110
圖(93) 減振器位於A(-76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =13.5………………………………………110
圖(94) 減振器位於A(-76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =148.0……………………………………111
圖(95) 減振器位於A(-76, 117);B(-76, 117)時, 方向之相位圖phase plot, =0.0……………………………………111
圖(96) 減振器位於A(-76,-117);B(-76,-117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………112
圖(97) 減振器位於A(-76,-117);B(-76,-117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………112
圖(98) 減振器位於A(-76,-117);B(-76,-117)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………113
圖(99) 減振器位於A(-76,-117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =3.8………………………………………113
圖(100) 減振器位於A(-76,-117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =8.2………………………………………114
圖(101) 減振器位於A(-76,-117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =8.2……………………………………114
圖(102) 減振器位於A(-76,-117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =26.6……………………………………115
圖(103) 減振器位於A(-76,-117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =8.2……………………………………115
圖(104) 減振器位於A(-76,-117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =26.6……………………………………116
圖(105) 減振器位於A(-76,-117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =0.0……………………………………116
圖(106) 減振器位於A(-76,-117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =7.6……………………………………117
圖(107) 減振器位於A(-76,-117);B(-76,-117)時, 方向之相位圖phase plot, =26.6……………………………………117
圖(108) 減振器位於A( 0, 0);B( 0, 0)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………118
圖(109) 減振器位於A( 0, 0);B( 0, 0)時, 方向之頻率響應Fix points………………………………………………118
圖(110) 減振器位於A( 0, 0);B( 0, 0)時, 方向之相位圖phase plot, =21.0………………………………………119
圖(111) 減振器位於A( 0, 0);B( 0, 0)時, 方向之相位圖phase plot, =140.0………………………………………119
圖(112) 減振器位於A( 0, 0);B( 0, 0)時, 方向之相位圖phase plot, =21.0………………………………………120
圖(113) 減振器位於A( 0, 0);B( 0, 0)時, 方向之相位圖phase plot, =140.0………………………………………120
圖(114) 減振器位於A( 0, 0);B( 0, 0)時, 方向之相位圖phase plot, =8.0………………………………………121
圖(115) 減振器位於A( 0, 0);B( 0, 0)時, 方向之相位圖phase plot, =139.7………………………………………121
圖(116) 減振器位於A( 0, 0);B( 0, 0)時, 方向之相位圖phase plot, =9.0………………………………………122
圖(117) 減振器位於A( 0, 0);B( 0, 0)時, 方向之相位圖phase plot, =140.0………………………………………122
圖(118) 減振器位於A( 0, 0);B( 0, 0)時, 方向之相位圖phase plot, =140.0………………………………………123










附表(一) 解析通解之外力項展開……………………………… 124
附表(二) 獨立解析解之係數表示……………………………… 137
附表(三) 耦合解析解之特解係數……………………………… 141
附表(四) 頻率響應之展開表示式……………………………… 206
附表(五) 各項係數設定值……………………………………… 208
附表(六) 、 、 方向減震器各位置分析結果…………… 209
附表(七) 、 方向減震器各位置分析結果………………… 210
附表(八) 自然震動頻率比較表………………………………… 211

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論文使用權限
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