展望 - 結論與展望 - 軸對稱結構受鄰近機械振動之反應

第五章結論與展望

5.2 展望

微振動領域有相當多的研究及實際案例，本文著墨於以數值解分析振動量，

除了求得精密設備儀器所在位置振動量之外，且同時探討如何減少或阻隔之，亦是一項重要研究課題。求得振動量之後，一般之研究方案皆以挖壕溝或打排樁的方式來阻隔振動，實際上可利用建築物 (結構) 來阻隔振動量。期望發展更廣義的情況及各種可能阻隔振動量的方式，以下列舉未來可能之研究方向：

1. 本文推導之兩軸對稱圓形結構基礎之振動量，僅考慮 x-z 平面上之三個自由 度 (水平、垂直及旋轉)，未來可考慮立面上多個自由度，各方向之振動量皆能求得，應用上更為廣泛。

2. 本文推導之主結構系統之控制方程式，僅考慮單層結構物，亦可考慮多層結構物，使結果更完整。

3. 本文直接代入結構或基礎參數作數值分析，未來可研究找得最佳化設計參數，經過最佳化程序找得之參數，可使振動量達到最小。

參考文獻

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表 4.1 軸對稱圓形基礎之阻抗矩陣 (實部)

1 2 3 4 5 6

1 1.2015 0.0026 0.0290 0.4759 -0.1126 -0.2771 2 0.0026 0.2354 -0.0808 0.1126 0.0168 -0.0650 3 0.0290 -0.0808 1.9169 0.2771 -0.0650 -0.3237 4 0.4759 0.1126 0.2771 1.2015 -0.0026 -0.0290 5 -0.1126 0.0168 -0.0650 -0.0026 0.2354 -0.0808 6 -0.2771 -0.0650 -0.3237 -0.0290 -0.0808 1.9169

表 4.2 軸對稱圓形基礎之阻抗矩陣 (虛部)

1 2 3 4 5 6

1 9.6860 0.0266 0.0322 0.2330 -0.2687 0.0247 2 0.0266 0.5140 0.1435 0.2687 -0.1366 -0.1176 3 0.0322 0.1435 4.9705 -0.0247 -0.1176 0.5533 4 0.2330 0.2687 -0.0247 9.6860 -0.0266 -0.0322 5 -0.2687 -0.1366 -0.1176 -0.0266 0.5140 0.1435 6 0.0247 -0.1176 0.5533 -0.0322 0.1435 4.9705

表 4.3 軸對稱圓形基礎之參數表

參數參數值

無因次化基礎質量 m 1.25

無因次化基礎之質量慣性矩I_yy 0.078125

外力頻率ω (rad sec) 6.283185

表 4.4 兩軸對稱圓形結構基礎之基礎絕對位移量 (僅單位垂直力作用) 振動源結構基礎

Δ1

主結構基礎

Δ2

垂直位移

Real 0.012371 0.00074687 Imagine -0.10151 -0.00079998

翻轉角

Real -0.0045940 -0.010136 Imagine 0.0036366 0.0012037

水平位移

Real 0.00021610 -0.000062716 Imagine 0.00092244 0.00056278

表 4.5 兩軸對稱圓形結構基礎之基礎絕對位移量 (僅單位力矩作用) 振動源結構基礎

Δ1

主結構基礎

Δ2

垂直位移

Real -0.0045940 0.0098628 Imagine 0.0036366 0.0024784

翻轉角

Real 0.737621 -0.060949 Imagine -1.61826 -0.053964

水平位移

Real -0.054793 -0.0044268 Imagine 0.014030 -0.00093313

表 4.6 兩軸對稱圓形結構基礎之基礎絕對位移量 (僅單位水平力作用) 振動源結構基礎

Δ1

主結構基礎

Δ2

垂直位移

Real 0.00021610 0.00034782 Imagine 0.00092244 -0.0012287

翻轉角

Real -0.054793 -0.0088978 Imagine 0.014030 0.0021898

水平位移

Real 0.068894 0.0014456 Imagine -0.17430 0.0022258

表 4.7 主結構系統之參數表

參數 (單位) 參數值

無因次化樓版質量 m 1.25

無因次化基礎版質量m ₀ 1.25

無因次化樓版質量慣性矩J 0.078125

無因次化基礎版質量慣性矩J ₀ 0.078125

無因次化樓版高度h 1.0

外力頻率ω (rad sec) 6.283185

X 方向阻尼比ξ _x (%) 5

Y 方向阻尼比ξ _y (%) 5

表 4.8 僅單位垂直力作用於振動源結構基礎之基礎絕對位移量軸對稱圓形

結構基礎 (2m)

主結構系統基礎 (m₀ ) m

垂直位移

Real 0.00033364 0.00033364 Imagine -0.00043372 -0.00043372

翻轉角

Real -0.0048377 -0.0048377 Imagine 0.0010091 0.0010091

水平位移

Real -0.000020982 -0.000020982 Imagine 0.00028507 0.00028507

表 4.9 僅單位力矩作用於振動源結構基礎之基礎絕對位移量軸對稱圓形

主結構基礎 (2m)

主結構基礎 (m₀ ) m

垂直位移

Real 0.0050321 0.0050321 Imagine 0.00076465 0.00076465

翻轉角

Real -0.031714 -0.031714 Imagine -0.023479 -0.023479

水平位移

Real -0.0022657 -0.023479 Imagine -0.00033392 -0.00033392

表 4.10 僅水平垂直力作用於振動源結構基礎之基礎絕對位移量

Real 0.00011370 0.00011370 Imagine -0.00062802 -0.00062802

翻轉角

Real -0.0041700 -0.0041700 Imagine 0.00143404 0.00143404

水平位移

Real 0.00076417 0.00076417 Imagine 0.0010622 0.0010622

表 4.11 單位垂直力作用下之主結構系統各振動量峰值

h= 0.009941 0.008950 0.101343 0.155497 0.033903 0.053787 0.5

h= 0.005160 0.004281 0.032047 0.050832 0.002885 0.004657 0.5

h= 0.059589 0.102730 1.044837 1.259607 0.308832 0.500709 0.5

h= 0.059575 0.102736 0.844814 0.988940 0.250783 0.303444 10 1

h= 0.027465 0.051976 0.345480 0.446308 0.027954 0.031707 0.5

h= 0.027458 0.051978 0.360524 0.420702 0.049625 0.052441 10 1

h= 0.012856 0.007650 0.092518 0.167357 0.043474 0.046361 0.5

h= 0.012860 0.007653 0.073380 0.132420 0.031539 0.025102 10 1

h= 0.006514 0.003534 0.040442 0.056264 0.003826 0.006228 0.5

h= 0.006516 0.003536 0.044857 0.058597 0.003850 0.004627 10 1

Layered Elastic Half-space

振動源結構基礎主結構基礎

z

θ1 θ₂ x

層狀彈性半空間土壤

ei t^ω

圖 2.1 層狀半空間土壤上兩軸對稱圓形基礎之示意圖

h

^x ^, ^y

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

在文檔中軸對稱結構受鄰近機械振動之反應 (頁 33-55)

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z

h

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