Fiche d’exercices de Vibrations mécaniques avec corrigé

Fiche d’exercices de Vibrations mécaniques gratuite et imprimable : 6 exercices, du niveau facile au niveau examen, avec corrigé. Imprimez-la ou enregistrez-la en PDF.

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
kmδst​ = 2,5 mmà vide

Une machine repose sur des supports élastiques, qui s’écrasent de 2,5 mm sous son poids. Considérez-la comme un système non amorti à un degré de liberté et prenez g = 9,81 m/s². Trouvez la fréquence propre fn des vibrations verticales, en Hz.

δst = 2,5 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Facile
k = 4 kN/mm = 10 kgx

Une masse de 10 kg est suspendue à un ressort de raideur 4 kN/m. Négligez l’amortissement. Trouvez la fréquence propre fn en Hz.

m = 10 kgk = 4 kN/m
fn = Hz
3.Moyen
k = 200 kN/mc = 620 N·s/mm = 12 kg

Une masse de 12 kg est portée par un ressort de raideur 200 kN/m et un amortisseur visqueux de coefficient d’amortissement 620 N·s/m. Trouvez le taux d’amortissement ζ.

m = 12 kgk = 200 kN/mc = 620 N·s/m
ζ =
4.Moyen
k = 4 kN/mζ = 0,7m = 12 kg

Une masse de 12 kg sur un ressort de raideur 4 kN/m est munie d’un amortisseur visqueux qui donne un taux d’amortissement de 0,7. Trouvez la fréquence propre amortie fd de ses vibrations libres, en Hz.

m = 12 kgk = 4 kN/mζ = 0,7
fd = Hz
5.Difficile
k1​ = 50k2​ = 12k3​ = 15m = 100 kg

Une masse de 100 kg est suspendue au ressort k₃ = 15 kN/m. Le haut de k₃ est fixé à une barre rigide suspendue à deux ressorts côte à côte, k₁ = 50 kN/m et k₂ = 12 kN/m ; la barre reste horizontale. Négligez l’amortissement et les masses des ressorts et de la barre. Trouvez la fréquence propre fn des vibrations verticales, en Hz.

m = 100 kgk1 = 50 kN/mk2 = 12 kN/mk3 = 15 kN/m
fn = Hz
6.Difficile
k1​ = 40k2​ = 20m = 50 kg

Une masse de 50 kg est suspendue à deux ressorts côte à côte (en parallèle), de raideurs k₁ = 40 kN/m et k₂ = 20 kN/m. La masse reste horizontale. Négligez l’amortissement et les masses des ressorts. Trouvez la fréquence propre fn des vibrations verticales, en Hz.

m = 50 kgk1 = 40 kN/mk2 = 20 kN/m
fn = Hz

Corrigé

  1. 1. fn = 9,97 Hz
  2. 2. fn = 3,183 Hz
  3. 3. ζ = 0,2001
  4. 4. fd = 2,075 Hz
  5. 5. fn = 1,749 Hz
  6. 6. fn = 5,513 Hz

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