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​ = 1 mmà vide

Une machine repose sur des supports élastiques, qui s’écrasent de 1 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 = 1 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Facile
kmδst​ = 5 mmà vide

Une machine repose sur des supports élastiques, qui s’écrasent de 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 = 5 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
3.Moyen
tx20 mm3 cycles2 mm

Lors d’un essai de vibrations libres d’un système masse–ressort amorti, un pic de déplacement de 20 mm est suivi, 3 cycles plus tard, d’un pic de 2 mm. Trouvez le taux d’amortissement ζ.

x0 = 20 mmx3 = 2 mmn = 3
ζ =
4.Moyen
k = 15 kN/mc = 520 N·s/mm = 50 kg

Une masse de 50 kg est portée par un ressort de raideur 15 kN/m et un amortisseur visqueux de coefficient d’amortissement 520 N·s/m. Trouvez le taux d’amortissement ζ.

m = 50 kgk = 15 kN/mc = 520 N·s/m
ζ =
5.Difficile
k1​ = 60k2​ = 12m = 5 kg

Une masse de 5 kg est suspendue à deux ressorts côte à côte (en parallèle), de raideurs k₁ = 60 kN/m et k₂ = 12 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 = 5 kgk1 = 60 kN/mk2 = 12 kN/m
fn = Hz
6.Difficile
k1​ = 40k2​ = 12k3​ = 10m = 100 kg

Une masse de 100 kg est suspendue au ressort k₃ = 10 kN/m. Le haut de k₃ est fixé à une barre rigide suspendue à deux ressorts côte à côte, k₁ = 40 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 = 40 kN/mk2 = 12 kN/mk3 = 10 kN/m
fn = Hz

Corrigé

  1. 1. fn = 15,76 Hz
  2. 2. fn = 7,05 Hz
  3. 3. ζ = 0,1213
  4. 4. ζ = 0,3002
  5. 5. fn = 19,1 Hz
  6. 6. fn = 1,458 Hz

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