解答つき機械振動ワークシート

無料で印刷できる機械振動のワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
k = 50 kN/mm = 200 kgx

200 kg の質量が、ばね定数 50 kN/m のばねにつり下げられている。減衰は無視する。 固有角振動数 ωn を rad/s で求めよ。

m = 200 kgk = 50 kN/m
ωn = rad/s
2.やさしい
k = 4 kN/mm = 8 kgx

8 kg の質量が、ばね定数 4 kN/m のばねにつり下げられている。減衰は無視する。 固有角振動数 ωn を rad/s で求めよ。

m = 8 kgk = 4 kN/m
ωn = rad/s
3.ふつう
tx15 mm2 周期10.3 mm

減衰のある質量–ばね系の自由振動試験で、変位のピーク 15 mm の 2 周期後に 10.3 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 15 mmx2 = 10.3 mmn = 2
ζ =
4.ふつう
k = 15 kN/mζ = 0.45m = 2 kg

ばね定数 15 kN/m のばねにつながれた 2 kg の質量に、減衰比 0.45 となる粘性ダンパがついている。自由振動の減衰固有振動数 fd を Hz で求めよ。

m = 2 kgk = 15 kN/mζ = 0.45
fd = Hz
5.むずかしい
k1​ = 5k2​ = 40m = 100 kg

100 kg の質量が、縦につないだ(直列の)2 本のばねにつり下げられている:上のばねは k₁ = 5 kN/m、下のばねは k₂ = 40 kN/m である。 ばね系の等価ばね定数 keq を kN/m で求めよ。

m = 100 kgk1 = 5 kN/mk2 = 40 kN/m
keq = kN/m
6.むずかしい
k1​ = 20k2​ = 25m = 50 kg

50 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 20 kN/m、k₂ = 25 kN/m につり下げられている。質量は水平を保つ。 減衰とばねの質量は無視する。上下振動の固有振動数 fn を Hz で求めよ。

m = 50 kgk1 = 20 kN/mk2 = 25 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. ωn = 15.81 rad/s
  2. 2. ωn = 22.36 rad/s
  3. 3. ζ = 0.0299
  4. 4. fd = 12.31 Hz
  5. 5. keq = 4.444 kN/m
  6. 6. fn = 4.775 Hz

ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。