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 = 150 kN/mm = 10 kgx

10 kg の質量が、ばね定数 150 kN/m のばねにつり下げられている。減衰は無視する。 固有振動数 fn を Hz で求めよ。

m = 10 kgk = 150 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
kmδst​ = 10 mm無負荷

ある機械がばね支持の上に置かれており、ばねはその重さで 10 mm 縮む。減衰のない 1 自由度系とみなし、g = 9.81 m/s² とする。上下振動の固有振動数 fn を Hz で求めよ。

δst = 10 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
3.ふつう
k = 8 kN/mc = 30 N·s/mm = 12 kg

12 kg の質量が、ばね定数 8 kN/m のばねと、減衰係数 30 N·s/m の粘性ダンパで支えられている。減衰比 ζ を求めよ。

m = 12 kgk = 8 kN/mc = 30 N·s/m
ζ =
4.ふつう
tx25 mm4 周期1.2 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 25 mm の 4 周期後に 1.2 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 25 mmx4 = 1.2 mmn = 4
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 80k2​ = 10m = 10 kg

10 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 80 kN/m、k₂ = 10 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 = 10 kgk1 = 80 kN/mk2 = 10 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 12k2​ = 60m = 20 kg

20 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 12 kN/m、k₂ = 60 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 = 20 kgk1 = 12 kN/mk2 = 60 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. fn = 19.49 Hz
  2. 2. fn = 4.985 Hz
  3. 3. ζ = 0.04841
  4. 4. ζ = 0.1199
  5. 5. fn = 15.1 Hz
  6. 6. fn = 9.549 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。