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Instructions for use Title Die Eigenschwingungen und Klangfiguren der vierseitig freien rechteckigen Platte Author(s) Iguchi, Shikazo Citation Memoirs of the Faculty of Engineering, Hokkaido Imperial University, 6(5), 317-385 Issue Date 1942-04-30 Doc URL http://hdl.handle.net/2115/37736 Type bulletin (article) File Information 6(5)_317-386.pdf Hokkaido University Collection of Scholarly and Academic Papers : HUSCAP

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  • Instructions for use

    Title Die Eigenschwingungen und Klangfiguren der vierseitig freien rechteckigen Platte

    Author(s) Iguchi, Shikazo

    Citation Memoirs of the Faculty of Engineering, Hokkaido Imperial University, 6(5), 317-385

    Issue Date 1942-04-30

    Doc URL http://hdl.handle.net/2115/37736

    Type bulletin (article)

    File Information 6(5)_317-386.pdf

    Hokkaido University Collection of Scholarly and Academic Papers : HUSCAP

    https://eprints.lib.hokudai.ac.jp/dspace/about.en.jsp

  • Dge Eggesusgkwiggggessgeff mprsdi KReeecgfifiggegeefi deff

    ' ' frefieee geecktegkijgess gelagte.

    vgegesegtfig

    Von

    Shikazo IGucHi..

    (Eingegangen am. 25. 0I(t. 1941).

    s

    '

    L

    II.

    III.

    INHA.LTSVERZEICHNXS.

    Einleitung .・・・・・.-e・.・-・・-・・・・e・-・e・・-・・・・・ .・ ・Kapitel. Allgemeine Er6rterung・・・.......- ・`.・・・・.・・・-・・ 1. Die Grundgleichung・.-・・・・・・・・.・e・a・・・・`・・・・・・ 2. Al]gemeine L6sung und die Randbedingungen .・ ・ ・ ・ . ・ ・ ・ - ・ ・ ・ ・ e

    Kapitel. Die Platte mit Eckst(itzen.-・・・・-.・e-・・・・・・・・・・・4A. Allgemeines・・・....・''・・-・-・.・.・・・・....・・・・・・・ 3. Die allgemeinen Formeln.・・・・-・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 4. Die Symmetrie- und Antisymmetrieeigenschaft der Sehwingungsfli,ehe'- ・ ・

    B. Die erste Schwingungsart.・・-・.'・ ・・-・・-・・・・・・-・・・・・・ 5. Die a・llgemeinen Formeln fij'r aie reeliteckige I'latte.・ - ・ - ・ ・ ,・ ・ ・ ・ ・

    6. DieFormelnunddienmnerischenReehenergebnisseflirdiequadra・tisehePlatte.

    C. Die zweite Sehwingungsart ・,- ・ ・ ・ ・ . . ・ t ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ t ・ ・ ・ - ・ ・

    7. I)ie allgemeinen Fonneln ftir die reehteckige Platte.- ・ ・ ・ ・ ・.i ・ ・ ・ ・

    8. DieFormelnunddienumerischenRechenergebnisseflirdiequadratisebePlatte・ 'D. Die dritte Sehwingungsart ・・・・・:.............・-・・・・, 9. Die ailgemeinen Formeln ftir die reehteckige P!atte ,・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ - -

    '. 10. Die Formeln und die numerischen Rechenergebnisse ftirdie quadratisehe Plattet

    Kapitel. Die Platte ohne Ecksttitze.・・. .. ...-..-.・..・-・-・・・A. Allgeineines・・・・・・・t・,・・・・・--・-・・・・・・・-・T・・-・ 11. Die allgerneinen Formeln ・・-・・・・・・・・・・・・・・・'・ ・・・ ・'・

    B. Die erste Schwingungsart・・-・・・・--・・・・・e・・・・・b・・・・・ 12, Die allgemeinen Formeln ftir die rechteckige Platte.・・・・・・・・・・・

    l3. DieFormelnunddienumerisehenRechenergebnisse£iirdiequadratischePlatte・ ' 14. Ntiherungsformeln fify die quadratisehe P]atte .・-・・・・・・・・・・・・ iC. Die zweite Schwingungsart・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 15. Die allgemeinen Formeln ftir die reehteckige Platte.・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ - ・

    16. DieForme!nunddienume.rischen'ReghenergebnissefifrdiiequadratisehePlatte・

    D: Die dritte Schwingungsaris.・ ・ ・ ・ . . . . . . ・ ・ ・ ・ ・ t ・ ・ ・ ・ ・ ・ - - ・

    17. Die allgemeinen Forme]n fiir die reehteekige Platte .・ ・ ・ ・ - ・ ・ ・ ・ ・ ・ 18. Di,eFormelnunddienumerisehenRechenergebnitsseii'rdiequadratische?labte.

    E. Experlmentelle Untersuehung.・・・・・・・・・・・-・-・・・・-・・・-

    Seite

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    321-

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    371

    372

    383

    l

    '

    '

    ,

  • 318 S. Iguehi.

    EINLEITUNG.

    Die Eigensehwingungserscheinungen der elastischen quadratiseheii Platte mit

    freien Ra'ndern sind sehon seit Anfarrg"des letzten Jahrhunderts dureh die von[E. F. IP. Chladni(i) experii[nentell hergestelltep Saildfiguren (Klangfiguren) wohl-

    bekaRnt. Seit jener Zeit haben zahlreiehe Forseher, namlich Ch. XVIieatstone,2)

    F. Strehll

  • Die Eigenschwingungen und Klangfiguren der vierseitig freien rechteckigen Platte. 319

    I. Kapitel.

    ALLGEM[EXNE ERC R:ErERUNG.

    1. Die Gruxxdgleiehuftg. Ist w die Auslenkurig zur Zeit t an der Stelle

    (x,y') der Mittelebene einer homogenen dttnnen Plabte, dann gilt fiir die Bie-

    gungssehwingungen die Differentialgleichung , aa`i`,' +2-a.e,`2e",,/,+aa`l`:+liiil} Oa2tZ,V ==o. (.i)

    ' 'Hierin bedeutet p die Plattendichte und N die Plattensteifigkeit, d.h. Eh3/12

  • S. Igughi.320 ' ' ' ' A..vaVMnZ+pa, R2.==i/?n2="i', (ai!!g)

    ' ' pa = -3iai-22--"--P2vL-- (dimeh'sionslose Gr6sse)

    tt tt

    ergibt sich . ' '-x;,(e).,,,T't'a'9"ltX, ,-"A.ct'Vx, ,gl.li-!pf, le-!i.r2"x

    'oderaueh ,. . . ' X;,({ll-) :(EDf VT'il"otx, ein "Ti'lctnx, (Epi "Ti'lct'eem, (iisik Vi"ilct'nx1

    ' ' 'Aus dem analogen Ansatz ,・ ' ' ' ?.vt ==・ Y.(-i;)sinmvr(-li' +-l;,-) oder ' w' == I';,,(X'/)cosonzor(-li'-+{li-

    '

    tt ' I7',.(-ii[-) :(SoiV"2s"'・3/, Sin7r'fl;B'ny, QsDi+7i`'bl'fi',tf/, sin'Tr2A"xz/

    'mit den Abkttrzungen ' ' ' ' Rfi.=1/B2m2+pt, 2g.=1/i(g2m2---pa', (Bi-iE±-Z-)

    .+ fo, ,.. Ii/;i pa .= .:;:ba:2V-g(71mi' . (dimensionslose Gr6sse)

    'Somit sehreibt sieh nuii die allgemeine L6sung von (3), wie folgt:

    ' de) la.rp 2 x;,(})!Si" 'nVT' (-ill' +")+ i:2i v;.(,)1sin m7r(-l}-+ 6) l

    . " {cosn7r(S'-+op) M teos7n7r(-ll}-+G),

    (-,n:='(g:i;::::'i[ui:'g;gs,tr-.x:e,i/:g.x,'A), > `6a'

    ' 6Ei:, "ee{', ・J ' -t ' .t b il li`,;',:. A.'.,i:', 1:;i.'2j gD,Iff,',1':,S:2'11.el'#.7r.i,ctSII2./fjgi ,T,1,;ct:i:') (6b)

    ./ ' ' ' ' ' ' ' t tt

    (4)

    )

    (5)

  • e

    DieEigenschwingungenundKlangfigurendervieTseitigfreienreehteekigenPlatte. 321

    ' - ,・.. ,t , ' ' Fttr die dureh Abb. 1 dargestellte reehtecl

  • 322 ' S.Iguehi. /t ' hervor. Daraus uild aus der ersten Formel (6b) t'olg't,

    , A.(R2..-va2n2) {IS Di Eli-A..+Ah(Re2.-va2n2) {iSIoi Zi-Ra.

    ' t (A# (R2..-va2n2) ein -

  • '

    Die,Ei.lensehwingungenundKlangfigurendervierseitigfreienrechteckigenPlatte. 323

    ' ' ' Die in (8) und (9) noeh verfiigbaren unbekannten Beiwerte a., 'ah, b., bin

    mUssen miteinander so verknUpft werden, dass ?v' (7) mit (8) und (9) den ttbrigen

    Randbedingungen 3) und 4) gentigen. Da aber die diesbezUglichen weiteTenRechnungen vie] komplizierter sind, als die fUr die Randbedingungen 1) und 2),

    so werden sie in den kommenden Einzelfallen durchge:fiihrt.

    ' 4. Die Symmetrie- und Antisymmetrieeigenschaft der Sehwin'gungsflache.

    Esistlei,chtersiehtlie,h,dasti , ' ' u・ct.(-g)=zi・ec.(6), vct.(-g)---ii..(e) , ・ .

    jst. Ferner wird ・ ' sin wz7r ( >1-+ s) == sin "i2'7T' eos 7nvrg'+eoS 7]?{T sin 77i,7r6 ,

    ' m-1 . -ts ==(ml)2cos"?・T6 ftirm=::1,3,5.'.., ' ' ' 'ln ' ==

    Durch EinfUhrung dieses Ausdrueks fUr w' in die Randbedingungen 3) erhalt man

    :l;(-1)'Ziia,,.(-.C,.-3st-'.'A

  • 324 . S. IguchL 'wbrin lautet

    -.a,i.IT'zeUn'(i:Lli')pma2n2(2-v)-#-teG7t(±-ll-)== FGCa,, (abkurzungsxNTeise),

    ' ==ER2..(aa2.-va27r2)f};gIIIiFA'a2.(R2ct,,nvva2n2)iSgiliRa. '・'

    . ' :pa2n2(2-v)(2a.(Aa2.opva2n2)ll$g-'2'"-2ct,,-Re.(22..-va2'n2)CvS'g l}Rg,,i

    -um F(Act,,Il (m o!!i'ji'(., l:'3i,.ll`:l,2,','//"it,,.) eos o'b7r'7, )

    ', g:ltlli7ifi2M,lll in-L[llZ'ttrm.2,a-//EM'fi.",- = wwS',C',L-C :li]('1i)2!'S!-i(.,'i'it,,'.)'i"hE-:i] i}-g,)-cosoz7rn,

    R2fim(siiliokcn"f,fi.m"-R32m(EgiDl.ll;7I-Tr-:/;".m"-=:8-}i}'b:{:;i](--i)"S-i(,,,+A?,.7)"(3.,+Rc,,,.)eosn7T"o7

    ' , (--l}

  • Die Eigensehwingungen und Klangfiguren der vierseitig freien rechteckigen Platte.. 325

    ' Gemgss (b) Qnd (c) geht die vorherge}iende Gleichung (a) ttber .in

    ' ' :;F (-o"i' [a.Gff. + 8,',XL':;,;b. WZn{(ltt,"+)2"Rik2.'Z)2(?,,(3- iEil,".))"2pa'2i-] cos n7rep == O ..

    ' Da diese (]llejehung ftir jeden XVert von' ,7 erfCillt sein soll, so mRss die eekige

    KT.laininer verschwinden. Also wird

    ' "'" + ,-,8tt,'.';,1 :Il;. br "2']'l{

  • 326 S. Iguchi.

    Dies ist die gesuchte lj"requenzgleichung, dureh deren Aufl6sung i[nan diedell versc:hiedenen [1]onh6hen dieser Sehwingungsar't entspreehenden Eigen-werte pa (oder foi) aufzufinden hatt. XNTenn man so die Werte von pa ausrec'hnet,

    1i'ISS,,12.-,")pa2 )

    Stei].e von vz.

    (15) init diesen

    t-

    "Iert ・

    (18)

    Damit, drUckt sjch ,jetzt die GIeiehung (15), wie folgt, aus:

  • Die Eigenschwingungen und Klangfiguren der vierseitig freien reJ'hteckigen I)latte. 327

    " --

    1-= q),e,

    r -= ・r3QOrl

    r -= cbr5carl

    r

    ---

    -= a),.lq)l3

    r1-= ¢3, r MX car5car3 tli

    i--

    -= carlopr5 ・・・

    T -:EI] oC),・3{7).s ..-

    r1-:lli]ip,?s ・・・

    r -ee ---

    == o.

    Mit Hilfe deii Multiplil{ationsformel der

    Syi:nmetrierelation (Pi,j=:ss ..・

    }--

    I'''' I l

    ---

    =- ol

    Determinantengleiehungen

  • Diese ForderLmg wird erfallt, wenn a.:=b. ist. Somit vereinfaeht sich derAusdruek fUr zv'i(16), wie folgt:

    ,zvi = ceiiil)i)

    ,it, Jx ,,.- :ll](--1)'nii' a,,(ti,. (e) eos n7rn,+'t(n ('O) eos 7?・vr8} , (21)

    a.==-"-Z'-, (ai=::-t1), (n=1,3,5...). '

    al ' ' ' ' 'Wegen b. (=b.) == a. ft)Igt aus (12) oder (13") ' ・ ' ce.+i8-#,;-¥ct. ns{(iiljl--i4'7S,i,±ny`?,i-V)"2} =-o・ '

    ' ' ,Damit (lrUel

  • ,

    ' ' t/ DieEigenschwingungenundKlangfigurendervierseitigfreienrechteekigenPlatte. 329'

    ttt ' ' 4, =zgg,/iu-'m'p,・ -'

    . fttr pa

  • 330 S. Iguehi.

    Tabelle 1

    pa

    . ' Die Werte der entspreehenden

    den versehiedenenDeterminanten (v =:-`

    Gi-6ssen von

    O,3).

    y・

    j'

    Al

    O,750

    O,740

    O,716

    O,700

    -O,170988

    -O,106968 o

    ・ O,025997 O,101356

    A2

    Wurzeln e,721086

    -O,166049i

    i , -O,104873l・ o,o222olIL- O,e94224

    l・' O,720555i

    A3

    11.

    Ilil

    -i I j

    Ad

    -O,161688

    -e,102209

    O,021341

    O,091369

    O,72e503

    -O,158508

    -O,100218

    O,020863

    O,089494

    O,720491

    Aus dieser Tabelle'sieht man leieht, dassminantengleichung zwisehen O,740 und O,716 liegt.der rl"abelle angesehriebenen Zi・ffbrn sind die' Werteder Wurzel-, welche mittels der Lagrangeschenllnterpolationsfbrmel ausgeree]inet sind. Ferner

    zeigt die Tabelle, dass die Konvergenz derZahleiifolge der den Determinantengleichungen

    gi=:O, zi2=:O, U3=O, ti4==O entspreehendeiiWurzeln recht gut ist, wie Abb. 3 zeigt; ausds == O wttrde mit IE[ilfe der Newtonschen Inter-

    polatdionsformel der gleiche Wert pt :O,720491

    folgen, genau wie pt aus J4=O. Somit kannman fo ==' O,72049 a].s den richtigen Wert der

    ersten Wurzel annehmen. Dieser Wert von paist der' allerniedrigste Eigenwert aller Schwin-gtmgsavten' der betrachteten quadratisehen Platte,

    an, in dem die Platte ohne Knotenlinie sehwingt,

    ' AufGruncl der voran erw"a"hnten Tatsacheman einen hinreichend gena,uen Wert von padrei oder vier Zeileiri un'd Spalten der

    die an(leren Schwingungsiarten, obwohl die

    sendem ,Lb et,was schlechter wird. In dennungeii・benutze ieh immer die Determinante mitSpalten, d.h. die P"requenzgleichung ts4==O. DieEigenwerte pa sjnd in Tabelle 2 zusaminengestellt.

    ij・die erste NNTurzel jeder Deter-

    Die in der untersten Reihe

    Zt ltr

    x,fi ire.z

    anep7 g anee6 .

    'A H-i "L aneps

    anepa

    am3 123es6 n Abb. 3. Da!llgtellung der G(ite der

    Konvergenz der Za・hlenfolge der VVurzeln u・ aus An = O.

    also geh6rt er dem Grundton wie Abb. 4-(I) oder 5-(I)

    man sieh nun, dass wenn man nur die ersten nimmt. Das gilt auch fUr gew6hnlich mit waeh- numerj.schen Rech- den ersten vier Zeilen und

    so ausgereehneten h6heren

    ttberzeugt

    erhalt,

    Determinante

    Konvergenz nachfoIgenden

  • 'Die Eigenschwingungen und Klanifiguren der vierseitig freien rechtecldgen Platte.

    ' ' ttTabelle 2. Die VVerte von p ulld clie der verschiedenen Beiwerte

    ftir die erste Familie der erstell Sehwingungsart der

    ' quadratischenPJattemitv=O,3.

    331

    v・

    pto:vs

    A

    thptoewpa

    o

    nlt

    cttv

    1

    3

    5

    7

    1,eooooo

    O,O06940

    o,eoogs2

    O,OO02Vl

    ).?z

    t

    I )!2n-vn2

    :

    ),lo?'EI

    ),2n-Nn:"

    l

    v : $i = )n g eq.

    y esi

    et・

    ro" ifb :. ge

    k o. evP-・,

    ed

    ll

    31

    5

    71tttttttttttttttttt

    1

    3

    5

    7

    1,eoeooo

    O,080207

    o,oe476o

    e,oolo23

    1,oooeoo

    O,223594

    O,062859

    O,O07986

    1,31i674

    3,117770

    5,071538

    7,051276

    IHo,o2o4gIois2s6s7 i' i,42・o4g

    i

    1 2,877414 1 7,02049 5,5795iI 1

    16;77951 4,927424 l 18,22049

    I i 6,g4s34.o" I 3s,o2o4g 33,57951 l

    2,344269

    3,673636

    5 43e986

    7,314069

    i

    i - 3,79560

    l,80440

    iI i3,tw4o

    29,80440i

    E

    3,876706

    6,798838

    6,247307

    7,93967o

    i

    l/ r13,32885

    I .- 7,72ss5

    lII

    I・ 3,4nisi

    i

    ll 20,27115j

    * 1,869652i

    2,122357"

    4,528178

    6,671161 ttttttt tttttttl

    * 3,609550i ' * 2,242510i

    l

    3,312272

    5,913643

    5,19560

    10,79560

    21,99560

    38,79560 ・

    14,72885

    20,32885

    '

    31,52886

    tt "48,3.2885

    Abb. 4.Knotenliniei}.

    (I) -

    (II)

    (III)

    * i bedeutet die irna・ginare Einheit.

    ' 'Weiter "roll.en wir uns rnit der Untersuehung der Sehwingyngsgestalten.,folsps,ut#.ikil//#, 'ts.s:rw,ig,e,gj ,ii",gi?:e, haZ,)'ve,e,k,f. gsl・hi'・'k'g,,sl,si"x.glg,,,",.(i;,ktko,",

    Punktes (x, zl) zu jrg,endelner Zeit ist proportional zu E,Z)/. So hat man es ・nui}

    n6tig, die Werte der unbekannten Beiwerte ct. ausziirechner}. Div.i(lie・rt, man zu

    ('liesemZ"l.eekedieersteGleichungjn(I.4)(lurchcei,soerhaltman ・ ・

    ' a,,+=K;,,a,=O, (at=1), (n,s--1,3,5,7) ' (23) ' s ' //oder mit den vorteilhafteren Bezeiehnung, cn,'= .llrL,. fUr n=l=s, cnn -tu l + K;m rur

    n=s,sehreibtsich . ・

    ,

  • 332 S, Iguehi.

    Cll + C13 a3 + e15 a5 + e17 a7 =O,

    C31 + e33 a3 + e35 a5 + C37 a7 =O, ・ (24) C51 + e53 a3 + C55 a5 + C57 a7 :O) , C71 + C73 a3 + C75 a5 + e77 a7 =O.

    Dies Iautet zum Beispiel fttr die erste Wurzel pa == O,72049

    ' ' O,e03090-O,403537a:-O,245779as-O,176261a7=O, ・ (a) ' -O,006t545+O,953707a3rvO,059165as-O,055555a7==O, . (b) ' -O,OO0858-O,O12729a3+O,972895as-O,033904a7-mbO, ' (C) , -O,OO()22{-O,O04354a3nvO,O12351a's+O,980691a7=O. , (d)

    Diese vier GIeiehungen fULr die drei Unbekannten a3, as, a7 liefern vier ver-

    sehiedene Systeme der drei Gleichungen, aus deien L6sungen vier Wurzeln fUrjede Unbekannte hervorgehen. Aber sie mUssen unteteinander gleieh sein,wenn die Bedingung (Frequenzgleiehung), dass die aus allen Koeffiziepten be-stehende Determinante gg gleieh Null wird, genau erfiillt wttrde. Aber es ist

    fast unm6glich, die Wurzeln pa, m.it denen die Determina,nte genau gleieh,Null

    wird,auszufinden.SozumBejspielstelltdiewirklichelRechnung ・ ' tt ' ' i 'O,OOOOOI fUrdieersteWurzel・pa=O,72049, d4= -O,eOO037 fiirdiezweiteWurzel pa=- 4,4956e, ' O,OOO075 furdiedrite"Turzel pa==14,02S85 'dar. Mithin muss ein Fehler auf der reehten Seite jed6r Gleichung (24) oder((b) bis (d) hii]zugefUgt wei'den, und die wahrseheinlichsten Werte vbn a3, as, a7

    sind aus den Normalgleichungen

    [C・n3 Cnl] + [Cn3 eot3] a3 + [Cn3 Cns] as + [C?t3 Cn7] a7 == e )

    .- [C・nsCnl] + [CnsCh3] a3 + [CnsCns] as + [ens Cn7] a7 := O, (25) [Cn7Ctrbl] + [Cn7Cpt3] a3 + [Cn7 Cn5] a5 + [Cn7Cn7] a7 `= O

    zu finden. So lauten die den Gleiehungen (a) bis (d) entspreehenden Normal-gleiehungen ipit verhvmdertfachten KoeMzienten, wie folgt:

    -O,747704tj +107,2580137a3 + 3,0424641as + '1,4306278a7 ='L O,

    -O,l204.199 + 3,0421641a3 +101,0432495as + O,1510617a7 =;' O,

    ' -O,0371624+ ''1,4306278d3+ O,1510617as+99,7058617a7==O, ' tttt ttttaus deren Ldsung man die gesuchten Vgfurzeln

    t a3==O,O06940, as=:e,eO0982, a7==O,OO0271

    1 ,.erhalt. In analoger Weise kann man aie Werte von a3, as, a7 fiir die h6herenEigenwerte pa ausrechnen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt.

    e

    't

  • D

    Die Eigenscbwingtmgen und Klangfiguren

    c

    der vierseitig

    H

    A

    -to

    H-a5

    aa A

    D

    D

    freien rechtbel

  • eine solche Sehwingullgsfl5ehe mindestells zwei Diagonalen als Knotenliniell,und es gilt offenbar die Antisymmetriebedingung

    w, '(x, ・y) == -w"('gl, :U),

    die durch die Sonderrelation

    bn(== bm) == moan

    'befriedigt wird. Somit ergibt sich aus (l6)

    zvt == al -wt e

    n-1 . , isi.==:ii],(--Ll)2a.(?t.(6)cosn7r"-2en

  • I)ie Eigensehwingungen und Klangfiguren der vierseitig freien reehteckigen Platte, 335

    ,

    o

    "

    A

    ., ;,>EiiilJJ 2//1/'.L-ig/f

    `tG)- s-si`-

    ts -+vY)k-gks

    s'

    ,isi 4

    ge.J2

    rr--m;.;77. I

    r'' ,ttt ..i tltt t!1 ',.ii・ 11JII'.1. ・.. ・1

    '-'-'t'-)Xx J!// xy / + l/! vag,,( es}(,

    pt SN,. tt ttt as:' t'

    C

    F

    B

    ・ Sthnm A-B ct. M-F

    Abb. 7.

    v llA

    mtae

    Bef

    tt.t.

    ,

    w,

    Schicbtlinien der if'LFIljehe fifr die zweite Familie

    der ersten Sehwingungsart mit vJ == 11,86634.

    '

    - ' C. Die zweite Schwingungsaret. ' ' ' ' 7. Die aalgemeinen Forrneln flir die rechteckige Platte. Es handelt siehjetzt um die zweite Schwingungsart, in der die Schwingungsflliche antisym-metriseh in 'bezug auf die beiden Mittellinien 6==O und n=O des Rechteel

  • 「336                          s.19uchi.

       潔(一・)号・夷{鼻:螺(嚇・2・・2(2=・)募吃(結)}:・i・・一・

                          一幕贈・隔(η)一α2?η(2一ゆ)£:・1;。(・)ト・

    bzw..

    謬(一・)誓δ概{巽艦)一β2・・嬬嘱(土量)}li…罪ξ

                          「凄α栖(ξ)『β勉(2「の妥鑑(ξ)}ro

    gen螂. In. iα)lau七e七

    募1磁暢)二・・…嗣÷・乙・(士1)一一一 …ng・W・i・・)

                 →・(鵜一レα2π2)2鰐λ・・+λ在・(λ& ツα2’L2)2⑤tg置λ&・・,

       嵐(η)一α2”z(2一レ)輩一細≒脇嚇z・1・9・w・i怠・)

             .∵(驚〕舞)

               7脚岬町襟留呼野…)

              、+燗(λ鴛柵㊥t童τ輔隔η λ鑑Gi11輔1秘ηG曝、鱒偏)1

    :B㌧萱:i七  1ヨ[ilfb  de〕〔・ F{=)rr[ユelrL

    細一舞綴劃一尋(}1>窒.画厩・s 

        ド

    (a)

    (b}

    (e)

    (28)

  • '

    1{rLzs 7rny2.ZiZl.

    Dieser Ausdruck fUr

    und Hs. und (.

    c E E g=

    lausgedrUc]

  • ' '338 ' S.Iguchi. ' ' 8. Die Formeln und die numerischen Reckenergebnisse fure dietische Platte. Wegen o7z =n=:2, 4,,6.・.., a==B:=1, pa'--pa fUr die

    tische Platte kann man hierftir sehreiben ' ・

    , 2o':i.].(--1)e{aav.(8)sinnvrn+bav.(n)sinn7re}i.

    (n =: 2, 4, 6 ...)

    Der Ausdruck ftir .ll?,, lautet nach (31>

    ' ,zli;,, ,.. - 64tL2ns = ?"2{(11--y>2on27z2 +(2-v)A2} {(1-v)2o・2s2 +(2 mv)y2}

    r

    quadra-quadra-

    (33)

    7r2H;, rz{(r2+n212-A2}{(r2+s2)2nvfo2} ' ' ' (T, 7'b) S =: 2, 4, 6e..) (34)mit

    H;, Tt Rn (a"2-yn2)2 (IXtg -liL2.--ia(RZ-vn2)2 (IS tg -ll-- 2;, .

    ' ' '

    Der Augdruek futr H;. ist derselbe wie der fUr Ji4, mit o' an Stelle von n,. Aueh

    fiir diesen Fall wie fUr die erste Fai[nilie der ersten Sehwingungsart ist es m6glieh, die Frequenzgleiehung' (32) mit K;,, (b'4) in zwei verschiedene ・Gleich-

    ungen von der analogen Form wie (19) und

  • DieEigeBsehwingungenundKlangfigurendervierseitigfreienreehteekigenPlatte. 339

    Man kapn beweisen, dass di6 durch lkrl,. (36) gebildete Frequenzgleiehung aueh

    aus der Determinantengleiehung (32) mit .K;,. (34) hervorgeht.

    In analoger Weise wie・in den frtiheren Fallen erhlilt man die in Tabelle 4

    zusammengestellten Rechenergebnisse fttr die erste und zweite Wprzel pt.

    Tabelle 4.

    fix'r

    Die NNrerte von t, und die der versehiedenen

    die erste Familie der zweiten Sehwingungsart

    quadiratjsehen Platte mit v =O,3.

    Beiwerte

    der

    IL

    re

    ts

    $

    M

    pase

    eq ・

    oc-

    ・kts

    pi esl'

    gy,

    ptcoo.o・ec

    7Z

    2

    4

    6

    8

    2

    4

    6

    8

    an

    '1,OOOOOO

    l

    ` >-rb

    O,368251

    O,026749

    O,O06794

    l

    t

    IE

    4,049823

    5,329265

    6,957087

    8,740770

    1,eeoeeo

    O,303269

    i5,484688

    6,487048

    )!2n-vn2

    - 9,60107

    -- 1,201C7

    12,79893

    32,39893

    O,l94748,

    7,879201

    -23,28180

    -14,88180

    LilII,

    O,88180

    )!n

    2,898459i

    1,897084

    4,587875

    7,183239

    ),2n'vn2

    15,20!07

    23,60107

    37 60107 '

    57,20107

    O,025757 9,491144

    '4,699127i,

    3,175181i

    3,149318

    Eilli

    28,88180

    37,28180

    51,28180

    lt18,71820I. 6,157775 i・ 7Q,88180

    ll

    Abb. 8.Knotenlinien.

    (I)

    ((IIIII)iii>)

  • '

    3・40

    D

    )/i// ("

    n7u-rr-'/7-dL. ・f ft] tt! trttt..t / /t-..x.X (-'x ,, ・N・tt

    ./. ] -y K..-.--'K"-. ."

    xF

    )j

    NX

    x

    "

    ..rptg・..,g.//t,

    ''glitl9g{. x....-- -xHx."~ S.x'Xx × X "'x ×

    +

    'x-.N'"T Iii-I

    .t-ssx l)×///ICg)L"s・},,

    -tti

    vK..7r --

    S. Iguchi.'

    '

    !

    H

    --le

    --as

    ao

    as・

    te

    e

    der

    z/9t-ti

    t

    x- tt

    cs(S.l' i,x

    T )"'""'/ ao

    -C ,l

    i,k

    vx l x

    +f: x(.(/ll.2・if.l,,.,[

    (.iil'i-ZI./'ii'

    t.

    F

    B A scfinltt A-B Sirhnttt A-B lal

    sl

    (I). tJ,i=l2,40107. (II'. ve==:26,08180. ' P 1= Abb.9.Schiehtlinien T,i-FiacheftirdieersteFamilie derzweitenSehwingungsartr ,

    ' ' - t.Avnorazlgiel:gk.der AUSdrUOI< fUii I{r;ts derselbe wie dei m (36) iinit entgegengesetztem

    ' ' tt

    Tabelle 5. Die XVerte der versehiedenen Beiwerte fCii` die

    ' zweite Familie der zweiten Sehwi]igungsart der

    quadratisehen Platte mit v :e,3.

    i Abb. 10. Knoteniinien.

    l

    I;.tt trtIFii e-.LL.LTrm-t"-!.--iI

    -tt.

    --;-

    li---・・vIl,

    l lp

    w

    m i' ,-rv

    4t.tt -H

    e

    J

    ny -L-t-.le..ttt N.It..J...1i.-.E,..---:,/

    .....Lrnl-.L...l・L....tt

    'Vv,

    y n >・n')!2n-vn2

    1i),tn])・2nrmvn2

    2

    if) 4tv・gg

    CS)h

    e.D 6

    8

    goooooe

    1,284942

    ' '-O,131509

    -e,023564

    4,968777 -17,88875

    6,057i25 -9,48875

    7,529193 4,51125

    tt

    9,202649 24,11125

    4,085,187・i

    '

    2,165352i

    3,912959

    6,581128

    23,48875

    31.,88875

    45,88875

    65,4s875

    l

    tL

    i

    t

    ,

  • Die Eigensehwingungen und Klfingfiguren der vierseitig freien rechteelcigen Platte. 341

    Die iRechenergebnisse far die erste

    Wurzel Fb=20,68875 sind in [l)abelle 5

    zusammengestellt, wahrend die sehema-tjseh gezeichneten Knotenlinjen dafttrbzw. die entspreehenden Sehiehtliniender zab'-Flache dureh Abb. 10 bzw. Ildargeste]lt werden.

    X). Die dritte Schwingungsart.

    9. ])ie aligemeinen Formeln ftirdie reehteckige Platte. In den frin'heren

    Untersuchungen sieht man, dass diePlatte in der ersten sowie der zweiten

    Schwingungsart immer derart seh"Tingt,dass die Auslenkung einer beliebig durch

    den Mittelpunkt des Quadrats gezogenengeraden Linie symmetrisch in bezug auf

    diesen Punkt ist. Wir gehen jetzt dazu

    Uber, den anderen SchNsringungsfall zu

    betraehten, in dem irgendeine solche Linie antisym- metrisch in bezug

    auf ihren

    Wenn nun bezug aufdie

    y

    '-

    nynvtgn!tnte

    +1+

    -9--"S Abb. 12.zva/-Flliehe.

    =

    wa =- :II][(

    n

    D''

    ' - y- +

    ・+ -

    ecs ..ues

    - +

    +-ne5-c)pas

    ew av

    t,R

    "ee,

    R

    cus ddi5

    JO -no'x

    A

    av

    nv

    inca

    av

    nv

    &eaiff A-B

    c

    8

    e

    M.

    Mittelpunkt

    die MitLellinie

    in bezug auf die andere

    eine Knotenlinie ndie schwingende elastische

    den Mit・telpunkt des

    verlauft; antisymmetmsch

    Eine Schwingungsflaehedureh

    m-1 2 b;.vp.(v) cos ?n7r6

    7n (m = 1, 5, 5 ... , n == 2,4,6 ...)

    Abb. 11. Schiehtlinien der i7,i-Flttche ftir die zweite 'Familie der zweiten Schwingungsart mit p == 20,68875.

    schwingt. SehwingungsflEiche syminetrisch in

    6 =: e, antisymmetriseh dagegen op == O ist, so muss sie mindestens

    ::O haben, wie Abb. I2 zeigt, und -

    Linie einer beliebig dur¢h Quadrats gezogegen geraden Linie

    ' in bezug auf djesen l'un]

    '

  • . tp

    ' ' ausgedrUck£. I)ie beiden unbekannten Beiwerte a. und bh werden durch die aus

    denRandbedingungene"))bzw.4).hervorgehendenGleiehungen ,

    ' ' ・:Ill] (-1)':t' an( #: ?.i・G'.' (± -l}-)-a2n2(2-y) -;;-3,ea.( ± -12-)i sin n7i-n

    ' '±ll,ll].bin(m3vsm(op)--a27n'(?.-v)32,v'fi'.('7))=O

    ' ' ' ' ]lli,l(-1)Miibr.(,b,3,v(,'.'(±-12-)-K92m2(2-v)'tt-v'fi.(ke-i:-)]eos7ncrrcr

    ---- :lll a.(n3ztct.(6)-B2n(2-v) -g-i22 2t!.'.(6) i -im O,

    ' { miteinander verlB-e'pa-2-}'. (41)

    ys (v' == l, :'S, i} ・.., n, ,g =-: 2,,4,6.:.)

    l)araus l

  • r・LVb

    Daftir

    bm

    mit

    Ki,nr

    Die E'igenschwingungen und Klangfigureri der vievseitig freien rechteelcigen PIatte.

    tl,Hl e ltl!L. = =(-1) 2 a"?]..(e) cos trt7rny + ]:II](-1)2b.zep.(n)sin 'm7r6. (M == 2) 4,6eee, n:= 1, 3,5...)

    gilt offenba,r

    -- = fL:mrbr =" ()

    r

    - 64IhsL'onzT=s2{(1-v)2'ln2s2+(2-v)B2fo2}{(1-v)2r2su(2-v)a2pa'2}

    s

    343

    (42)

    (43)

    ・7r2G!{3. -El},.(7n.2+R2,,)rmmet-

    nisch dagegen in bezug auf die andere ep -- O des Quadrats sehwingt. Dj.e Sch-

    wingungsflache hierftir lautet sofort naeh (38), wie folgt: '

    ・Lva =:' a2'be,'. ,

    tt on-1 E?T,h = =(-'--l)2a.zt.(g")sinn7rn + =(-1) 2 Bhv,.(op)eOs 7?z7T"6, ' (m-ny・1,3,5...,n=・2,4)6...), (44) an==-9e!ti'-J (a2--1))' isin==bfa--.

    a2 , a・zDafar gilt

    tt ' an + = -KLtsas = O,

    Khs tuh nd ge4tt.?"ns ¥ '"2{(1lytt)2'{2(℃:,++(,2.,i,l/i2,}}{{((1,.;+"2Ii',2'22 pa+,(}2-")pa2} 1

    (r=1,3,5..., n,s:=2,4,6...) >(45)

    '

    '

  • 344, ' S.Iguc.hi- ttt

    G'. f a. (Rh2 --vn2>2 Zg -g--R.-Ra (Ae,-vn2)2 ℃g :i;R;, ,

    ' .ZII].v=.;R,.(R;.2---vr2)2Stg-72'"-R.-a;,(R?.rvT2J2agtg-g-R;. ・j

    ' Wenn man daraus die Wei'te von a. ausrechnet, so kanii man die XVe]ite von

    BA,ausderaus(4e)hervorgehendenGleicliung ,

    B;n(=:'lltltg)i=nv,,.l'illZb;:i:i]asMS{(li,;,),27+?Z2,S,i,+-(t2,,-")'tL2}.. (46)

    erinittehi.

    Analog ftir die anbisymmetrisch l)zw. s>rmmertisch in bezug auf 6 :== {} bzw.

    n== O sehwingende Flache ergibt sieh aus (42) .

    ' , . zvS =b2tHt・g, tfieug == I:ii] (-1)lt2-'a"v.(s) eos n7r77 + :il] (-1)'{'ltJIg.tt・.(op) sin m7r6 ,

    n ・nz - '(o?z-2,4,6...,nl=l'1,3・,s...), (47) aA==abi-', B.=-t6':L,'' (ie2--1).

    ' ' ' Es ist lejcht ersiehtlieh, dass die eine von den Flljehell ZiTta und TtS dureh

    eine Drehung um 900 ui:n den Mittelpunl

  • '

    Die Eigenschwingungen und Klar}gfiguren der vierseitig freiell

    i.

    reehteekigen Platte.・' 345

    v・ m plm )・m >!2m-vm"- >,lm ),2on-x'm2

    T li'l-11,369403 1,611791 -O,89787 O773221i' 2,29787

    Nts Eigoo 3I -O,035521 3,255437 4,70213 2,720685 7,89.787pge-ptdi57] -O,O06377

    -O,OO1917

    or ,157313

    7,113219

    15,90213

    32,70213

    4,837575

    l6,88492119,09787

    35,89787' l

    i

    ptcoNu.8v'tes

    13 -O,219366lo,041799

    2,470830

    3,755663

    -4,40500

    1,l9.500

    ll2,0260soi

    1,973575

    ・,5,80500

    11,40500$eehnai

    57[l・O,O03222

    I.IO,OOI1435,486803

    7,35.1610

    12,39500

    29.,19500

    l4,460380l6,62s331

    22,60500

    39,40500

    1. Wurzel [J-1 == 1,59787.

    (I-1), ,c =: O,O. (I-2),

    2.' Wurzel

    tc r- -1,O.

    v.2 = 5,10500.

    ../ /-

    (IL-3), ic =l TO,2.

    tt 'ai-i),k=o,o.' lai-2),rc=-i,o. ''ai--3),rc=--o,3.

    ' Abl]. 14. Schema・ti$che Darstellung 'der Knotenfiguren ftir die dritte Schwinungsart der quadratischen Pla・tte mit v = O,3. ,

    ' ' ttAbb. 14-(I--1) bzw. (II-1) zeigt die schelliatiseh gezeichneten Knotenlinjen fiir(tie erste Wurzel /bbi = 1,59787 1)zw. die zweite IL2 == 5,10500, "rlihrend die ent-

    spreehenden Sehiehtlinien der fo. .-Flaehe dure]] Abb. 15 dargeste]lt werden.

    Wie i;!Lan aus Abb. 15-(I-t) sieht, liegt jede der die Platt・enecken passie-

    renden Knotenlinien sehr nahe dem zur Knotenlinie 77 -- O senkrecht stehenden

    elltspi'eehenden Plactenrande, dessen Auslenkung T/J.' infblgedessen sehr klein

    wird. So schwingt dje Platte hierbej, als ob sie a,uf den beiden Rdndern

    cr-. =: ± -5- firej gesttitzt wird:. Djese 1"atsache ist deswegen ganz naturljeh, weil

    dj.e Gr4sse Lei= 1,;59787 ftir cliesen Seh.wingunsfall sehr wenig-; von der ersten

    ' ' ' ' /tt ' ' ' ' '

  • 346

    eLes1

    as

    l.

    Ti

    :I'l-

    - un tT an '

    >ga ss. e'

    D e

    S. Iguchi.

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    .+

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    ×'--S-L-j

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    de

    "A &hnittE"ApB

    ss

    as

    te

    (I-1), v,i =- l,59787 (,c = O,o).

    c

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    ts,

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    9>ft

    ci'

    M

    /

    W'

    +

    -R

    //

    -11iJJI,,iflilllllTiilfiiilliii-HtTi

    >x

    l vaua

    uel

    +

    g

    +

    c

    rh)s.A ,g,B '"・ mg &. " Sthnitt A-B ve , '

    (II・-1), v2 = 5,I05oo (tc == O,O).

    ALbb. 15. Schiehtlinien der n,at-Flitehe fUr die erste

    Familie der dritten Schwingungsart.

    ' ・ orh/t=EU:t:iibbt

    erftillt. Diese Verbindung ist deswegen m6g]ich, weil,

    TeiJschwingung ibA und 2-vS, und foIglich auch die resultierende

    1) S, Iguchi, Dobo1{u-Gakl

  • ellle

    D

    lf

    Die Eigenschwingungen und Klangfiguren der

    'und dieselbe Sehwingungsdauder, a]so

    c

    vierseitig freien rechteel

  • 348

    "st

    "iE

    tL

    'ittt

    `

    <

    th >ts Q& el S

    o

    s$CP H>scr'

    h

    A

    --zasn

    "av Aav

    ta

    's

    S. Igucl,ii

    i

    'i ! !

    -i ao .+ l vas f 1 gyv

    .: ! 4ZY

    fA-B u. H-F

    c

    F

    &hnitt

    B

    ff

    f

    '

    l

    W'

    D

    l・

    (II-3), y., == 5,lo5oo (,t=-o,3i. :l,l fi

    F 'm t ・ ・ ny,・ '

    Abb. I7. Sehichtlinieb. der Flaehe

    ''tZl=::{t:・ai+MV"bi'ftir die d}itte A ts"' a g " " Familie der dritten iSehwingungs-

    art.' ・, .' Ltis ' - .H , aoA as

    XXI. Kapite!.

    DXE PLAtTE OHNE

    A. Aligemeines.

    ' 11. Die allgemeinen Formeln. Da flirAblejtimg //S-:a?-fi in den vier Eekpunl

  • D.ieEigenschwingungenunolKlangfigurendervierseitigfreienrechteclcigenPIatte. 349

    w'==:,:.x;v(g)eosn7)"(-5-+v)4:;;z.(n)eoson7r(5+e). (so)

    . (m,n==O,1,2...) . ' Wegen des Versehwindens der ersten sowie der dritten Ableitung voncos mvr(S-+ e) f(ir die Sonderwerte g == ±112 geht aus den Randbedingungen 3)

    ・・ ..#3sx:"(±tl--)-a2n2(2-v)-tq-x;:(±-ll}-')==o '・

    tt 'herv.or. MiL RUcksicht auf die erste I]'ormel in (6b) ergibt sich

    t. lt (AnRct. (Z'a2.-vfL2n2) Sirt -l}2ct. + A'. Ra.(A2..-vh2n2) Sin gAe.) ' ' r- Ah'Rct.(RG2.-va2n2) (Eloi ZI-2ct. +Ah"A:.(R2ct.-va2n2) {Soi -Z; Ra. = O .

    ' 'Die Stitmne bZw. die Differenz der !hierduvch dargestellten zwei Gleichungenliefert

    ' A,,2.,,(Rtr'2.-va2}L2)ein-:.i?a.,,+A;,na,,{A2..-pa2n2)eintLtrae.--{) '

    ' ' t t. A;I ,'{ct.(,RZ,-va2n2) CS oi -{i-Act. + xfiI:',R:,.(a2a,,inva2n2) {S oi -Zi- ,Ra. := O ・

    ' 'Damit und mit aen neu eingefa}}rten Beiwerten (e. und (e;, erhalt man

    fl..,,..!enCa.2g.,.i.=..-?-a-2-nl)., A,:,F,th.a.(aa/m,.i,:]L..y.mailu2).,

    ・ Rctneilr・:iRct,, Ra.(i5in-Zl'2a.

    ' ' A,x=.Cl.{.!.(R.-2cttLr..e.q.?.i-}2")., As,txh--a;,(Ra2.-va2n2).

    ' Rct.gDi-Zl-I2ct,, ,Ra.Eoi-72r--Ra..

    'DieFunkLion.I,(8)schreibt$ic)]jetzt,xviefblgt: ' ' ' ' -X;z(6)--a.zect.(e)+a;,vct.(6), (w,==O,1,2...) )

    'iLctn(6) =:(22ct.-va2n2) (SDfvr2ctn6--(Ra2.m..2n2)hL=.E.Oi7rRaneTL., ,

    2ct.ein-iiact,, Ra.. (sl)

    sdw'Q)ctn(6)=:93n-va2f?・2)-///rSicr",tt"/"S..;-nv(R32n-va2"2) Aie.k",?tli'5.;/'' ,・

    ' '

  • '

    N

    350 ' S・lguehi・Analog aus den Randbedingungen 4) erhliIt man

    IYhi(op)::=b.zefi.(")+bin?fi.(ep), (m==O,1,2....) ,. )

    ' zep.(77)==(R2p.-ysg2o7z2) (EIPiorrRfim'7 (xfi2.mu.B2m2) (Soi7rAA'mn , -・, '

    .. ' /V- z,.g5in-i;-,fi,ff,. R(smein-;ILAfim > (s2)

    ' ' v,,.(zl) =(A?,.-.B2m2) Siger`RBm'7 -(R32.m.B2m2) SincrrR'3,.,7 .

    Rp,.goi-:;-Rfi. Ra.{SIoi-i}'-R's.

    ' 'Die in (51) und (52) noeh verftigbaren unbekannten Beiwerte a., cea, b., bin

    mUssen miteinander so verkntipft werden, dass 2v' (50) mit (51) und (52) den

    ilbrigenRandbedingungenl)und2)genUgt. . .'・ Mit RUcksieht auf die Beziehung ' ' ' eos mde (S + 6) -la cos M2ew?ri cgs ooz7r6-sin 7r2i7r sip wh7r6 ,

    m ==(-1)+2-cosimtn-g ' /fttr 'xn =O,2,4..., ' ' m-1 ,・ ・==(-1)2si]iwL7r6 ftir 'n'b==・1,3,5...

    merken wir vo}'laufig an, dass die Zeiger on in (50) bis (52) die geraden bzw.ungeraden Zahlen nehmen, je naehdem die Sehwingimgsthehe der Platte sym-

    rneprisch bzw. antisymrnetriseh in bezug auf die Mittellinie 6==・O ist. Analog

    durchlaufen die Zeiger n die geraden bzw. ungeraden Zahlen, wenn die Schwin-

    gungsflelche der PIatte sieh symmetrisch bzw. antisymmetriseh in bezug auf die

    Mittellinie n==O g,estaltet. Zur Betrachtung der Symmetrie- sowie der Antisym-

    metrieeigensehaft der Seh"rlngungsflache ist natUrlich noch zu berUeksichtigen,

    dass die bejden Funktionen X;,(8) und X.(op) aus Summen von gerad,en und

    ungeradenFunktionenbestehen.. ・ . B. Die eifste Schwingungsart:

    / 12. Die allgemeinen Formein fur die rechteckige Platte. Da die Sehwip-gungsfigche hierfUr symmetriseh in bezug auf die beiden Mjttellinien 6 == O und

    " = O des Rechtecks ist, so ergibt sich $ofbrt aus (50)

    ' ' 2vi'.t:Il;(-1)LZ-a.zL,.(6)6osnvrep+]illl(--1)pmM2"Vbhz`fi.(op)cos'm7rg (53)

    , (m,n==O,2,4...) .

    zv':= aozecto(g)+bozL6o(op) ) ・n ・m +]:li](op1)rZJ-anzectn(#)cosnvrn+iiJ,(-b7b.zLfi.(op)coso7z7r6 ・ ' ' ("z,n=2,4,6...) '

    '

  • ' DieEigenschwingungenundKIangfigurendervieiseitigfreienrechteckigenPlatte. 351

    'Mi` 2e.,(si-L-lj./?3zel.(g)==:lviJan(g?.it/lirf/li':'Lgetti'1/,-'lif)・ l, `5`' '

    tt ' Tt h ze,,(n)--,in,,buB.fop?=-.v'7iJ'(8?,i7t'-/.pa,21'-l:.#-T.,'i,"fl')・,.'' ,

    ' ' ' ' Um weiter die Gleicliung fitr die unbekannten Beiwerte a. und b. zu er-ll)]itetienl?' geotZleanuteWtir ZUnaehSt den AuSdruck flir 2v' (53) in die Randbedingungen

    ttt t. go #22 2ea'o( ± ;IJ) + ;F{-1)':;' an( #: ie2'.( ± -E--)-va2n2Lectn( ± -ll-)j eos n7r-f7

    +bo ',',",2 'ua'o (?7) - pu. b.(o7i2zeB.(77)- ",",,2 'ie'B'.,(77)] :=: O. (a)

    ' ' 'Dai'inwircl' ・}" . ' ' ' ' ' ;t#tea',(±Sl)=e(abkiii'zungsiveise), ' .'

    ' ・ ・ -=pai/pa(Etg-llLi/-i[I'+ctg-ZiLi'L][i), .(b)

    ' ' ' tt tt g #22 t"ct'.(±-lllt)-va27b2zea.(±S') =-IIIIr.

  • 352 S. Iguchi.

    Eoi w-i/P'n

    sin -:U:- l/i`tL,

    2 tcos 7r VM' n

    lm-

    4-TLi.'-foZ(i-}-m' + ¥,

    4v'IIT,

    vr

    (2}1- -= n

    Lk7/t/f2e,- cosob7rn), )

    (-1)Z

    sin -7T."L 1/ pai

    2(SiOi vrAfs. 77

    n2mtbt

    COS O17T'O) ,

    = l4.s7)!-!hi.ln7

    7r t2R?im += nOb. .. .. ....... .. .

    Sin -:i'A[sm

    (L---"1)?'

    1 S ,7 S2

    12'

    7'l・2 + R2pm

    eos n7rnl ,

    .(72' = 2, 4? 6 e・-)

    (55)

    erhglt llia!i naeh einigen Zwjsehenrechnungei}

    ",a,.,2 t{!p'o(n) == -8":il2pa' ('l}---i:ii,](-1)r/'i' n,psrm'tll':7T, cos 'rb7r"o] ,

    Ufsnt('7) ::'=' t-,pu.'( 2(BY8,m2,Clnvl'2-pa-J,) + :!ll,)(-1)S ((1,,i+")/{O,,ii2i'(Z72i,k+":i,tS,')2 cgs nvr7]l

    (d)

    (e)

    Da,s Einsetzen voii (b), (e), (cl) und (e)

    aoc+ 4v#2Tki (bo- :l. br /s)4o.r!t pa/2)

    in (a,) liefert,

    ..n.-.+ ::E] (-.1.)2

    n

    !anHli

    (

    n 8;It'[bo va2pat2n4-xLt2

    + :Xl br tu'

    r

    (1 '- v)27"2n2 + va2pat2

    (n2+R?,.)(n2+af,2.)])jeos nT',7 == O.

    Da・ diese Gleichung fhr jeden Wert von " erfUllt sein soll, so muss die Summe

    der konstanten Glieder vtnd der mit cos・n7r7? behaftete Ausdruek teilwejse ver-

    schwinden. Also erhalt ma・n

    4va2pat(bO +

    7rC

    8pa/an M V7r Hltn

    '(bO ww' ilE.i] br

    va2pat2

    IL12

    !b

    t

    K{l4o'4-ib

    + ]:X] br

    r

    t2) "imlh"'- O,

    (1-p)2oa2n2+pa2pa12)

    'mit

    j == oe---n4 - pa'2 (n2+Zg.)(tn,2+R

    (n, r -hm 2, 4, 6 ...)

    -H}.,-= (a2ctn :f.a2?Z2)2 stg .ltSft..--

    e ='・//.M, Ulxn -' paV"-pa'((Sltg r;l-

    (R'ct2.-va2n2)2

    k2r)

    V7ff

    Ae.

    + ctg -!}-v pa

    Etg -li-Aa. ,

    ' 1--) .

    J

    (56)

    s

  • Die Eigensehwingungen und Klangfiguren der vierseitig fi・eien rechteclcigen

    Analog ergibt sich aus den Randbedingungen 2)

    ' ' ' be + 4#e,2pa (a・e- lil] as a4s4A-2 pa2) an- O'

    bm ny ,,.Ilie. (ao,,¥,,B-2-"'k + :i] as 21 ilii)i./1'?)2Xi,:B,2gZ2)j -- o

    ' ' (m,s--2,4,(]}...)

    mit ' fil,. i!si tt2・tLn! il.,".E2'U!/Slli Gtg -72r--R,,. -(af`2?"-a///,2nj)-2 {ls tg -;;-Ra.・ ,

    ' ' ' c' -- lme, -Elk. Ei!e p'VI' (as tg -li-i/7I7' + etg {i-',/paT'),,

    Aus der ersten Gleiehung in (56) und der ersteii in (57) erhalt man

    /. - ・t・ ' ' ' ' in 4vpat cia2)]br B4o.rZt pai2m--4-t;tCe-ii.ias a,s4:'12pa2 ' ) .. . tttt. .. t..ttLLt

    Platte.

    (57)

    353

    ae T , /16v2papa1 '・ cc - 7r2 bo =- 4rry.Hxna・e .fiE.i.ill.iiiE,...f'i .eet 41il#.. ,Tl/..' `ili`bl' ?....b..rJ..,.,.e,?:f'.tL..f. I.l..,,.,.f.e... (58)

    T ecl ny 16V2fopa1 7r2' ''J

    . Durch geeignete weitere Rechllungen 1

  • 354 S・ Iguchi. ae ="iv2Vffc7:i] as s4{l12p2) . . l

    'anH,,81fo7h(aon,"-pa2pa,+pu'as(1(Mn,"+)2iS,2-+i,"21=O, ' ,>(sg)

    - '(n,s==2,4,6...) ・ [ki;, ,-,,, (n2i,,n+2+foP')2 Gtg g v/n2+,ci - (n2if,st-i;.}-1 )2. 'Gtg .;;i/n2-pj

    ihervor. Dureh EinfUhru]ig des dureh die prste Gleiehung (59) dargestellten Ausdruck fttr ao in die zweite erhalt man

    a.+XK;tsas--O, (n,s=:2,4,6...) s,Mlt

    Ks==-,,ttum((2.+sce:.)l7"v2,paip,)

  • Die Eigenschwingungen und Klangfiguren der vierseitig freien rechteckigen Platte.

    'K.gteb.iiX,8・u..

    355

    p

    pgi

    ts

    gi:

    od

    er・oocuny Ao

    pgi

    ts

    5i

    ed

    ocuoceev -Npt

    ntoNF.,5B:

    s:t"

    en

    welpao fipapt

    pto:5$

    n

    cu

    ncacoca hcesc

    n

    d

    2

    4

    6

    8

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    2 ・tr

    4

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    8

    o

    2

    4

    6

    8

    ctn

    rO,119758

    1,eoeooo

    O,034218

    O,OI0652

    O,O04732

    -8,817139

    1,oooooe

    -1,193561

    -O,082133

    -O,024019

    -O,074816

    1,OOOCOO

    O,448845

    O,035895

    O,O13469

    -8,904242

    .1,OOOOOO

    -O,595210

    -1,391915

    -O,137033

    )・n

    3,233086

    4,738443

    6 515585 '

    8,393619

    ).?n-yn2

    9,2528.4

    17,65284

    31,65284

    51,25284

    +

    4,050464

    5,329752

    6,957461

    8;841067

    15,20626

    23,60626

    37,60628

    57,2e626

    atn

    1,566154i

    3,089848

    5,43573b

    7,585985

    >!2n-vn2

    -3,65284

    4,74716

    18,7471ti

    38,34761

    4,590368

    5,750782

    7,285018

    9,O03970

    5,864257

    '6,810985

    8,149975

    9,715426

    - ii I

    2,899354i I

    1,895716

    , 4,s57340 l

    I 7,ls2s77 ・I

    -9,6Q626

    -1,20626

    12,79374

    32,39374

    "

    19,87149

    28,27149

    42,27149

    61,87149

    33,18952

    41 58952 '

    55,58952'

    75,I8952

    3,615451i

    1,035128i

    4,350691

    6,850440

    5,137071i

    3,793P51i

    2,368641

    5,797454

    -14,27149

    - 5,87I49

    8,12851

    27,72851

    -27,58952

    -19,18952

    - 5,!8952

    14,41049・

    /

    tt

    (II)

    (III)

    (IV)

    t

    " "L-' fv)

    thf

    t'

    1

    '

    t

    ,

  • 356 S、Iguchi・

    o脇淡噛‘ω

      ノ  ノ   ノ   ド / / 一 / //// i-4ジギニ\

    σ

    \.’

    \\

    8

    o

    〃・

    λ

    8

    3‘加’がA一θα、〃一F

    8‘加’がん8α.〃イ

    (1),砧1篇=2,45909.

    一42

    一α5

    2〃

    45

    イ〃

    (1王),←2=6,45284.

    o

    ノ1

    汐「/   ,  ’〉十くノ

      一    .  ・    ■     .    , 一

      〇i燦

    。,

     オ“御!ノ

    ー郡∂

    4〃

    5‘枷’”,4-8α.〃一F

    β

    8r ξ

    w’

    (III), F3講12,4G626.

  • D

    H

    I)ie Eigenschwin,o.ungen und Kla・ngfiguren der vierseitig freien rechteelcigen Platte.

    ' ' ' / ' 'IZstI X'vf i ' esC

    --

    '

    ii;a?

  • ausgereehnet wird, Die den ersten ffinf Wurzeln angeh6renden KnotenlinieniHw' == O werden sehematiseh in Abb. 18 dargesteJlt. Dje jn Abb] 19 gezeigten

    1[i'iguren sind die entspreehenden Sehiehtlinien der t-be'-Flache. ' 2) Die zweite Sehwingungsfamilie, Hierin wollen wir uns mit der zweitenFamilie der ersten Sehwingungsart beschtiftigen, in der die'Platte symmetrisch

    in bezug auf die beiden Mittellinien, antisymmetriseh dagegen in bezug auf die

    beiden Diagonalen schwingt. Die Sc}iwingungsfiljehe hat hierbei iiznmer mind- 'estens zwei Diagonalen als Knotenlinien uncl wird xsTegen・b.(==b.)==-a. '

    t-w'=:q.(zeo(.lt)--'it・o(op)}+]IIF(-l)-"2"a.{i(・.(.e)eosn7rv----2t・.(op)cosncrr(} (6:'3)

    (n -- 2, 4,6...) '

    ausgedrlicl

  • t.

    Die Eigensehwingungen und Klangfiguren der vieTseitig ireien reehtecklgen Platte.

    Abb. 20.Knotenlinien.

    359

    ls n )・de ・ ).2n-yn2 )'nl

    Pgei

    ts

    is

    di

    ltb'

    omdeoo -ptwh

    o

    2

    4

    6

    8

    3,848262

    1,OOOOOO

    -O,480908

    -O,028448

    -O,O04534

    3,983171

    5,278792

    6,918502

    8,710088

    14,66565

    23,06565

    37,e6s6s

    56,66565

    2,804577i

    2,033310

    4,912671

    7,220411

    )!en-vnza

    . 9,06565

    O 66565'

    13,33435

    32,93435(III>

    rgi

    vin

    Ei,

    v

    ptooemrccavapt

    o

    2

    4

    6

    8

    -O,028327

    1,OOOOOO

    -O,244277

    -O,O13635

    -O,O02967

    4,512635

    5,688925

    7,236287

    8,964590

    19,16387

    27,56387

    41,563s7

    61,16387

    3,516230i

    O,603217i

    4,431266

    6,901892

    -13,56387

    - 5,16387

    8,83613

    28,43613c v)

    o 5,793543 - ww - -ptotskge

    2 pa1,oeoooo 5,810332 32,55996 5,075427i -26,95996

    $tif-}"en 4 O,663307 6,764612' 40,95996 3,7co441i -18,55996

    'CNqwo 6 -O,616989 8,109251 54,95996 -4,55996

    e

    8 -O,057321 9,682972 74,55996 5,851499 15,04004.(v)

  • 360

     .〃

     ノ〆.

    吻”

    髭.

     .o

     .〃

     一〃

    一農5

     α〃A

      ‡

      ↓

    “ 必, @ /π\\

    ジ>4..

    3伽μゑ一8α・κ塵F

    _..焉D

    A  一| 8ξ

    〃 ・    田・         F

       隔二・騨

        鋤,fM.8、’肝

       (IH), 晒3.綴 11,86565.

     S.lguchi.

             鋤糊.8止肝

        ψ    偲”

        甲4

        二

             、、、)∴凶623、&

        ・i二τ:..、レ.一.・       ・.,...一■\τ.ノ  .・ `.../・「 @  だ.牛.、、 μ

         ウ%(審!一臥

          /1 //.”}\    A r.     

    θ

             3‘ゐ〃1がA-8縦.〃一Fθ

        一〃

       一潔5

        々”A

        〃

            (IV),内謂16,36387.

    ’  し  .』.幽†・  ..一  ‘

    D   L

    齒¥..  … ...   n’

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    .一。一    ’. 誘 印

    8

    杷  十r        「

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    .w

    !ノ. だ1

    ξ

    A 89

    甲’

  • Die Eigensehwingungen und Klangfiguren der' vierseitig freien rechteckigen Platte

    )-

    Alllll

    "''JZ, +esF ・-.ssF

    -・des

    - sifa tt tt A・a ' ` Scbuiitt. A-・Bu.・H-F ' -te

    -l・A

    re

    (V>,IXfi=:29,75gg6. "'

    ' .・Xbb. 21. ScbichtJinien aer 7t:/-IFIache fifr dje'zweite .Fami]ie dererstenSchwingungsa,rt. ' ' 14. Die Nh'herungsformeXn ftir die quadratisehe Platte.(62) bzw. (63) alle GIigder der unendliehen Reihen vernaehlassigt,

    w' ==l ao(t{e(g)+ uo1' b)} ,

    i "o "i '( ".S O, l,'tl,i/・,-g-il' -7" ::. ,i ?anl 77・ ii-g " E.O, l,t/l. li.l ilJ'LIIi'I2:-'e,'2S'i,"'ll','i.il'fL!l-i2'

    wt -hi ao(?to(g)-leo(op)) ,

    ' de qov" pa (-g.'4-I,7rl/,f,[ -- ::. ,i tb,'1',-'--,g-//l. 'krtil.//.;'-+ g;ljt/}'V,tt7--

    -). i・di.Dies'e sjnd die Rayleighschen NHherungsformeln i>,

    (64b) geh5rt zu der ersten bzw. zwejken Familie der ersten

    ' ' '' 1) Iuord Rayleigh, "Theory of Sound," 1, S. 372, 1929.

    ,/

    BeA

    - -u W: F-

    . 361

    XVeml mall ill'

    so erhlj,lt man

    )・ (64a)

    ' ). (CS4b)

    t/tuncl die Glejchung(64a) bz"r.

    Sel]wipgungsart der

    .t.t.

  • 362 ・' S・Iguchi. ' 'quadratisehen Platte. Die beiden Gleichullgen genUgen von vornherein den

    ' (e8.W,'),L.i::o unq (a8ik'),...s:==o-

    ' ' ' ' 'Die Werte von pa werden dureh die aus den anderen Randbedingungen

    ' (ae2..W,,')t=.skO oder' (aa2:2",'),=.e=:o

    . ' 'hervorgehendenGIeichung,ngmlichdureh ' '

    t t tt ' ' ' agtggi/J7IL+ctg-72i"--i/7I"==O oder Mg-liL'vii[I-+tg:2Z{-i/'7I',==O..(65> ' ./ ttt tt ' ' ' 'bestimmt. Dies ist niehts anderes als die Frequenzgleichung fUr die symmet-rischen Schwingungen des geraden Stabes mit freien Enden. Es ist bemerkens-wert, dass die GIeichung (65) auch aus 1,il.ip, rz, =:c ::'; O hervorgeht.

    Die Aufl6sung von (65) naeh ik liefert

    ' t/t/t/t//t 1. Wurzel ' 2. Wurzel 5. Wurzel 4. Wurzel - ' ' pa==2,26689,'12,25007, 30,25000, 56,25000.・ ' ' 'Diese Werte von IL ge!ten sowohl fttr die e}ste als aueh ftir die zwejte Familie,

    weil eine und dieselbe Frequenzgleiehung (65) aus (64a) wie auch aus (64b) her-

    vorgeht. Theoretiseh ist das aber njeht der Fall.

    Man erkennt, dass die oben angeschriebene erste, zweiP.e bzw. dritte Wurzel

    der in Tabelle 7 oder 8 stehenden ersten, dritten bzw. fitnften Wurzel mit nurwenigem Fehler entspricht. Ferner sieht man, dass die' den aus den theore-tisehen IB'ormeln hervorgehenden zweiten, vierten u.s.w. Wurzeln entsprechenden

    Wurzeln nicht aus der Ntiherungsformel (65) folgen. .: ' ' ' ' /t ' C. Die zweite Schwingtmgsart.

    Ig. Die allgemeinen FormeZn flir die rechteckige Platte. Nunmehr denkenwir uns den Fall, in dem die Schwingungsfitiehe der Platte antisymmetrisch in

    bezug auf die beiden Mittellinien' 6-h-O und n =O des Reehteeks ist. Die Sch-wingullgsfl5che hat hierbei thindestens zwei Mittellinien als ihre Knotenlinien

    und wird durch

    ' ' ' .t ' ' n-1 m-l tv'==.i:ii,](-1)2ophvct.(e)sinn7rn+Ill,?(-1)2bhv,s.(op)sin77zvrg (66) ' ' ' (m, n, == 1, 3, 5...)' ' ' tt

    y'

    )

  • f

    ' DieEigenschwingungenundKlangfigurendervieTseitigfreienrechteekigenI'latte. 363

    .. , ' 'ausgedrUckti. Die darin enthaltenden Beiwerte a" undb. werden wegen der 'Randbedingungen 1) mjteinander so verkntipft, dass ' ttt ' tt ' :lll(-i)"iiaa(#:va'.

  • 364 S. Iguchi.

    Insbesondre ftui die quadratisehe Platte lgsst siqh sehr'eiben

    mit

    KLts ==-'76r24#.2 ¥. {(1-v)2r2n2 + ppa2} {(1 -v)27"2s2+v]tL2},

    Gn =ti- "U(n2-vn2+pa)2

    G.{(n2+7,2)2-pa2}{(7・2+s2)2-p2}

    s

    1/n2+p

    /,

    - Zg -g- i/ n2 (n+pa--2-vn2-Ib)2l/,rb2-ii)

    sg -g- T/'5 2tu pa .

    (71)

    Der Ausdruel< ftir G. istJ CIerselbe wie der SXIr G. mit o- an Stelle von n. ' ' ' ' ・ /11111, ,・ . ' 16. Die Formean undi die numerischen Rechenergebnisse ftir die quapt 'dratischePlatte. ' 1) Die erste Schwingungsfamilie. Bei diesem SchwingungsfaIle ist dieSchwingungsfiache antisymmetriseh bzw. symmetrise}i in bezug auf die beidenMittellinien bzw. Djagonalen des Quadrats und wird gemljss bS, (-- bts,)== a"

    wi == a{tbt/) ., n-1 'tt'':]:,xt.(--1)'M{}uatc41(?・'?r.(e)Sinn7rop+'vn('7)sin7z7r6), .. (72)1

    (4,==;t{'S{t"It-, (a{=:1), (.'n・-th1,b',5...) '

    al

    ausgec{ ri'ickt. I)a. ferl}.er

    a == B -ny l, tkl =; At, ) b;. -- ag

    ist, so erhljlt lnEUI aus (68)

    a"-e-;-8'-S,1 ::, ],, "g (1 - v)2n2s2 + pAL2

    (o?,2+s2)2-pt2- =: o.

    Somit verejnfaeht, sieh der Au.sdruek filr Kts, wie folgt:

    .Ik its =rv- 8pa ,{1-v>2・n2 s2 + vpa2

    vrG,, (・rt,2 +s2)2tupa2.

    (n, s == 1, 3, 5.") (73>

    In analoger Weise wie in den firttheren Fljllen erhlj,lt man die in Tabelle 9

    zusammengeSteliten Reehenergebnisse und die durch Abb. 22 dargestellten IKno-tenfiguren. Abb. 23 zeigt die entspreehenaen Sehiehtlinien der tt,'-Flgche.

    /t

    '

  • a

    '

    Die Eigenschwingungen und Klangfiguren der vierseitig freien reehteckigen Platte. ' ' ' ' 'Tabelle 9. Die Werte von pa und die der versehiedenen Beiwerte fUr die erste Familie der zweiten Sehwingungsart der

    ' quadratisehenPlattemitv-hO,3.

    X/2n-vn2 Abb. 22.Knotenlinien.

    365

    Ix n

    -o

    :=g-v.g

    ooQmwaco -pt

    lE

    E

    l

    1

    3

    5

    7

    ptcoce

    .v:;

    ed

    oonyes

    oo-

    ly

    Tst

    vis

    di

    encueeanco -topt

    1

    3

    5

    7

    1

    3

    5

    7

    ctn

    l,OOOOOO

    ・ O,O07663

    O,OO0997

    O,OO0406

    1,OOOOOO

    O,233391

    O,O08881

    O,OO1778

    1,OOOOOO

    -4,560648

    -O,054907

    =O,O14567

    >-n

    1,537881

    '3,219485

    5,134693

    7,096836

    2,976849

    4,106324

    t/

    5,7325o5

    ・7,540664

    4,102474

    4,982991

    6,389858

    8,051760

    >,2,n-vn2

    2,06508

    7,66508

    18,86508

    35,66508

    8,56163

    14s16163

    25,36163

    '

    42,16163

    16,53029

    22,33029I

    [

    33,33029'

    50,13029

    ).Xn

    O,604219i

    2,763136

    "

    4,86!577

    6,901805

    i

    EE

    EIE

    - O,66508

    4,93492

    16,13492

    32,93492

    2,619471i

    I,066944

    4,139850

    6,413920

    l 3,851012i

    I

    I 2,613482i

    l 3,028153

    II 5,759315

    -7,16163

    -1,56163

    9,63837

    26,43837

    -15,13029

    gts

    is

    sgt;

    captoucapt Arwcu

    lIl

    i

    1

    3

    5

    7

    1,OOOOOO

    -O,076128

    O,l79381

    O,Ol1812

    r.4,764675

    5,540950

    6,833894

    8,408461

    22,40213

    28,O0213

    39,20213

    '56,O0213

    7 9,5302g

    i

    ' 1,66971l

    1

    18,469711

    '

    4,549959i

    3,564005i,

    1,816004

    5,224735

    l

    -21,O0213

    -15,40213

    - 4,20213

    12,59787

    i

    i li

    ・l

    .

    :

    (I)

    (II) '

    .

    s

    (III)

    i.t

    Ll

    s..

    (IV)

    1

    '

  • 366 S.1黛uchi.

    晒.

    罵§

    喚霧.

    1

    3

    5

    7

    α%

     1,000000

    -6,105806

    -2,801751

    -0,122306

    )%

    5,617444

    6,289330

    7,453567

    8・919409

    )・%2-vπ2

    31,25567

    36,85567

    48,05567

    64,85567

    λ’処

    5,436513乞

    4,〔142808多

    2,357046i

    4,294686

    λ’2%フη2

    一29,85567

    -24,25567

    -13,05567

      3,74433

      Abb,12.

    1(notenlinien。

    (V)

    〃    /

    ノ/

    ノノ

    \.、\       十

       \\      齢

        命 \   佑

    4

    σ

    一〃

    一45

    α〃

    5ヒ加’ガ A-8

    β

    (1), 睡1==1,36508.

    一羅

    A

    o

    .心、 9

    一 十口

    十.一

    ,一罰

     一^、、ト!/

    働 ⑱

    留曲∠

    8

    5吻ノガ A-8

    .ξ

    i

    w’

    (II), }λ2鎚7,86148.

  • f

    'to

    -as

    ua

    as

    le

    fi

    '

    x

  • Die jn Tabelle 9 angeschriebene erste Wurzel pm =1,36508 ist der aller-,niedrigste Eigenwert far alle Sehwingungsarten der vierseitig freiell quad.ra-tischen IPfatte ohne IEckstUtze, also geh6rt sie dem Grundton an, in welchem

    df6 Platte mit den beiden Mitteljinien 6==O und n--O als ihre Knotenliniensehwingt, w,i'e Abb, 22-(I) oder 23-(I) zeigt.

    2) Die zweite Sehwingungsfamilie. Wir wollen uns jetzt mit der zweiten,sc・ghMil.e,,g9r.,Z.'K,'2i::,Ssw, 1iig.".",gS,:"%,b8.Sgh/r.ft,iga:・g i,a,,ggx dMe,Xsmxl・eg,uwwgi;.e

    aueb auf die beiden Djagonalen des Quadrats gestaltet. Die Schwingungsfiaehe hat

    hierbei mindestens vier Knotenlinien g =- O, op sc O, 6 == op, 6 == -n, und der Aus-

    druek fUr t-w' wird nur durch Umk,ehrung des Vorzeiehens von v.(op) in (72)ermittelt. Also lautet

    n-1 . 'i7tii::][il(-1)2a;,(?,.(g)sinn7r'7?-v.(,7)sinncrr8}. . (74) (7b -- 1, 3, C) ...)

    jAnalog ist der Ausdruck fUr K., (lerselbe wie der in (73) mit eiitgegengese-

    tztem Vorzeiehen. Der allgemeine Ausdruek von K;,, (71) ist verschieden von dem von IL,,(73) fUr Ln ),2n-vn2),t7I )!2n-vn2

    -

    1

    ptco". esq 3sij ces e"$g t,i" 5pt・

    1,OOOOOe 2,835846

    -O,l28266 4,O05250

    -O,O05566 5,660567

    7 -O,OQIOIO 7,486121

    7,74202

    13,34202

    24,54202

    41,34202

    2,4ssosli i -6,342o2

    1,399278

    4,237686

    6,477499

    -O,64202

    II

    le,45798

    27,25798

    Abb. 24.Knotenlinien.

    i

    (I)

  • Die Eigensehwingungen und Klangfiguren der viergeitig freien rechteel

  • 370

    t.

    pna

    as

    os

    as

    ta

    w-as

    ao

    as

    (0

    0

    A

    S. Iguchi.

    '

    c

    "ss

    y. + .- x',qeM +

    +

    di- +sw--taes ees

    '

    -zM asa-a7s 'a75

    ff

    Scinitt A--B

    ' e

    W'

    (I), pi = 7,04202.・

    cD

    o o""

    "cs e

    +

    + " mo

    m +

    osl. -S2,s -ees

    '

    nv ewtwaj.

    R".,O oA a,

    Sthniif A-B

    t e

    w'

    Abb.

    (III). u.3 = 20,73565.

    25, Schichtlinien der Pv-Fltiche

    JW

    es

    ua

    as

    .(ra

    D cNNx.

    >yyt.tt-

  • DieEigenschwingungenundKlang'figurendervieTseitigfreienrechteckigenPlatte. 371

    ' ' D. Die dritte Sehwingungsart. ,

    17. Die ailgemeinen Formein ftir die rechteckige Platte. Wir wollen hierbei die dritten Sehwingungsayt betrachten, ill welcher die Auslenl

  • 372

    KLts = nd

    += 7-

    Daraus l

  • .

    DiercigensehwingungenundKlangfigurendet'vierseitigfreienrechteekigenPlatte. 373

    ' '

    zpmvS==a6vo(g)+lli](-1i''t'L'aav.(g")eosn7"n+lji,I(-])M2'iB.?.c・.(v)sino7?,7re, l

    . (m"=1,3,5ee・,n==2,4,6.e.) i(62) .6mu--,a,/i, ar.:.・-fil'?4t・--, ie.-:-t6,, (igi=-i)・ l .

    ' ' "VgTie in Ziff. 10 ftir die quadratische Platte mit EekstUtzen erwahnt, sind

    die Gr6ssen von lh fur tZV',S gleich den entspreehenden Gr6ssen von IL fur tta. Die

    Werte von pa ftir die beiden Sehwingungsfielehen t-wa und t-toS 1{6nnen daher durch

    Aufl6sung der dureh KL,, (78> mit a -ny- B == 1, namlich durch

    ' KLzs'=-ellitt-'(l2/i('.,-"pa2:7)-`tt-pa,)+]lll.II{(Gti.{(",>,',O"llli2.,iS,gtLX},}{{{i(il;l)i2,.:)2,S2i+ip",'}`2}) (g3)

    ' ,"gebildeten I"requenzgleiehung ermittelt werden.

    Die viTirl

  • Tabelle. 11e Die W erte von pa und die der versehiedenen'der quadratischen Platte mit

    Beiwerte ftir die dritte

    v = e,3.

    Schwingungsart

    co'Na

    pt

    I

    vi・ n ctn .eet.`n-'.n" )!n >!n-Nn2'

    m plm )-m .oo1,"m-V"l- >!m >!m'vm2

    - - - - - o -e,185678 - - - -ptgeg 1 g,e$egee 2,127460 4,22609 1,589368i -2,82609 2 O,292I84 2,743372 6,32609 e,688411 -O,72609p¢ -.g=N. 3 O,Ol1819 3,539221 9,82609 2,339639 2,77391 4 e,O12179 4,4X8835 14,726e9 3,53i843 7,67391

    -5 O,O04296 5,340982 21,02609 4,633994 13,97391" 6 O,O03208 6,286978 28,726e9 5,698587 21,67391

    7 O,OO1827 7,247489 37,・82609 6,743434 30,77391 8 e,OO1325 8,217425 48,32609 7,776498 41,27391

    ' m - . - ' o -7,629322 - m'-

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  • Die Eigensehwingungen '

    und Klangfiguren der '

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  • 376 S..lguchi.

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  • Die Eigenschwingungen und Klangfiguren der vierseitig

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    (III-4) ・ (IV-4) .p:i--10,6s568(rc==:-1,e). , tiJ=13,32067(rc==-1,O).28. Schichtlinien der'Flache- Awt =: zaa'--Tetb fUr' die zweite Familie der dritten Sehwingungsar#.

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  • Die Eigenschwingungen und Klangfiguren der vlerseitig.freien reehteekigen Platte. ・379

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  • 380

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  • Die Eigenschwingungen und Klangfiguren der vierseitig freien rechteckigen Platte. 381

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    382 S. Iguehi.

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    l II・l[ (IV-3) y4=13,32067(rc=-os). .Schiehtlinien der Flaehe ndt = fi.eat+rcMbt fUT die dritte Familie

    der dritsten Sehwingungsart.

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  • DieEigensehwingungenundIt gleich wird, nljmlieh

    .t,a(xi,yi)+Kt-teS(xt,yi)=7 oder rc==77T.,/k'fs(,X,ilge}・

    Dies ist aber darauf besehrttnkt, dass die Gr6sse r-u6(:ui, yi) nieht gleich Null ist,

    oder in anderen Worten, der Punkt (xi, yi) nieht auf den I

  • 384 S.Iguchi.

    1)f〔tr晒3. 2)f〔irF」.  2) f貢r ←3, 2)f葭r臣1.

    Abb.30. Slmd6guren ftir die erste SehwingUI1傘sart.

        灘縫灘..難

    漁離饗羅..莚翔

     1)f直r腕.

    1懸回目憲 2) fUr IL】.

    幽幽鱗.・灘

    雛繋.『臨

    2) fhr 』瓦3. 2)  fhr pL4φ

    Abb.31. SandfigUren f〔ir die zweite Schwhlgullgsar七.

                         ゆ

    1)  fUr p」1. 3) f廿r μ】. 3) fiir μ1.

    畷 蓑

       犠

    2)  fUr μ1.

     嚢ヂ3) fUr 魅2, 2)f廿r儲2. 1)駈r隔, 3) f〔ir μ窩.

    1)   貫ir  μ4 巳 3) fUr μ4. 3) fiir Iり。 2) fUr l二4,

    Abb.32. Sand伍gurell filr dまe drit七e S¢hwingullgs制t.

  • ' DieElgenschwingungenundKlangfigurendervieTseitigfreienreehteclcigenPlatte. 385 tt ' '