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​ = 15 mmà vide

Une machine repose sur des supports élastiques, qui s’écrasent de 15 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 = 15 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Facile
kmδst​ = 0,5 mmà vide

Une machine repose sur des supports élastiques, qui s’écrasent de 0,5 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 = 0,5 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
3.Moyen
tx40 mm5 cycles11,4 mm

Lors d’un essai de vibrations libres d’un système masse–ressort amorti, un pic de déplacement de 40 mm est suivi, 5 cycles plus tard, d’un pic de 11,4 mm. Trouvez le taux d’amortissement ζ.

x0 = 40 mmx5 = 11,4 mmn = 5
ζ =
4.Moyen
tx50 mm3 cycles23,5 mm

Lors d’un essai de vibrations libres d’un système masse–ressort amorti, un pic de déplacement de 50 mm est suivi, 3 cycles plus tard, d’un pic de 23,5 mm. Trouvez le taux d’amortissement ζ.

x0 = 50 mmx3 = 23,5 mmn = 3
ζ =
5.Difficile
k1​ = 15k2​ = 15k3​ = 25m = 10 kg

Une masse de 10 kg est suspendue au ressort k₃ = 25 kN/m. Le haut de k₃ est fixé à une barre rigide suspendue à deux ressorts côte à côte, k₁ = 15 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 = 15 kN/mk2 = 15 kN/mk3 = 25 kN/m
fn = Hz
6.Difficile
k1​ = 20k2​ = 10m = 5 kg

Une masse de 5 kg est suspendue à deux ressorts reliés bout à bout (en série) : le ressort du haut a k₁ = 20 kN/m et celui du bas k₂ = 10 kN/m. Trouvez la raideur équivalente keq du système de ressorts, en kN/m.

m = 5 kgk1 = 20 kN/mk2 = 10 kN/m
keq = kN/m

Corrigé

  1. 1. fn = 4,07 Hz
  2. 2. fn = 22,29 Hz
  3. 3. ζ = 0,03992
  4. 4. ζ = 0,04002
  5. 5. fn = 5,877 Hz
  6. 6. keq = 6,667 kN/m

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