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​ = 20 mmà vide

Une machine repose sur des supports élastiques, qui s’écrasent de 20 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 = 20 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Facile
k = 4 kN/mm = 5 kgx

Une masse de 5 kg est suspendue à un ressort de raideur 4 kN/m. Négligez l’amortissement. Trouvez la fréquence propre fn en Hz.

m = 5 kgk = 4 kN/m
fn = Hz
3.Moyen
tx20 mm4 cycles5,7 mm

Lors d’un essai de vibrations libres d’un système masse–ressort amorti, un pic de déplacement de 20 mm est suivi, 4 cycles plus tard, d’un pic de 5,7 mm. Trouvez le taux d’amortissement ζ.

x0 = 20 mmx4 = 5,7 mmn = 4
ζ =
4.Moyen
k = 200 kN/mc = 890 N·s/mm = 100 kg

Une masse de 100 kg est portée par un ressort de raideur 200 kN/m et un amortisseur visqueux de coefficient d’amortissement 890 N·s/m. Trouvez le taux d’amortissement ζ.

m = 100 kgk = 200 kN/mc = 890 N·s/m
ζ =
5.Difficile
k1​ = 60k2​ = 10k3​ = 60m = 40 kg

Une masse de 40 kg est suspendue au ressort k₃ = 60 kN/m. Le haut de k₃ est fixé à une barre rigide suspendue à deux ressorts côte à côte, k₁ = 60 kN/m et k₂ = 10 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 = 40 kgk1 = 60 kN/mk2 = 10 kN/mk3 = 60 kN/m
fn = Hz
6.Difficile
k1​ = 25k2​ = 15k3​ = 50m = 10 kg

Une masse de 10 kg est suspendue au ressort k₃ = 50 kN/m. Le haut de k₃ est fixé à une barre rigide suspendue à deux ressorts côte à côte, k₁ = 25 kN/m et k₂ = 15 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 = 10 kgk1 = 25 kN/mk2 = 15 kN/mk3 = 50 kN/m
fn = Hz

Corrigé

  1. 1. fn = 3,525 Hz
  2. 2. fn = 4,502 Hz
  3. 3. ζ = 0,04988
  4. 4. ζ = 0,09951
  5. 5. fn = 4,523 Hz
  6. 6. fn = 7,503 Hz

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