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。
解答つき機械振動ワークシート
1.やさしい
m = 200 kgk = 50 kN/m
ωn = rad/s
2.やさしい
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
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
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
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
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. ωn = 15.81 rad/s
- 2. ωn = 22.36 rad/s
- 3. ζ = 0.0299
- 4. fd = 12.31 Hz
- 5. keq = 4.444 kN/m
- 6. fn = 4.775 Hz
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