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​ = 10 mmà vide

Une machine repose sur des supports élastiques, qui s’écrasent de 10 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 = 10 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Facile
k = 12 kN/mm = 25 kgx

Une masse de 25 kg est suspendue à un ressort de raideur 12 kN/m. Négligez l’amortissement. Trouvez la pulsation propre ωn en rad/s.

m = 25 kgk = 12 kN/m
ωn = rad/s
3.Moyen
tx40 mm3 cycles4,1 mm

Lors d’un essai de vibrations libres d’un système masse–ressort amorti, un pic de déplacement de 40 mm est suivi, 3 cycles plus tard, d’un pic de 4,1 mm. Trouvez le taux d’amortissement ζ.

x0 = 40 mmx3 = 4,1 mmn = 3
ζ =
4.Moyen
k = 150 kN/mζ = 0,35m = 15 kg

Une masse de 15 kg sur un ressort de raideur 150 kN/m est munie d’un amortisseur visqueux qui donne un taux d’amortissement de 0,35. Trouvez la fréquence propre amortie fd de ses vibrations libres, en Hz.

m = 15 kgk = 150 kN/mζ = 0,35
fd = Hz
5.Difficile
k1​ = 60k2​ = 50k3​ = 30m = 10 kg

Une masse de 10 kg est suspendue au ressort k₃ = 30 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 = 50 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 = 60 kN/mk2 = 50 kN/mk3 = 30 kN/m
fn = Hz
6.Difficile
k1​ = 20k2​ = 10k3​ = 60m = 10 kg

Une masse de 10 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 = 20 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 = 10 kgk1 = 20 kN/mk2 = 10 kN/mk3 = 60 kN/m
fn = Hz

Corrigé

  1. 1. fn = 4,985 Hz
  2. 2. ωn = 21,91 rad/s
  3. 3. ζ = 0,12
  4. 4. fd = 14,91 Hz
  5. 5. fn = 7,727 Hz
  6. 6. fn = 7,118 Hz

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