5 kg の質量が、ばね定数 200 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。
解答つき機械振動ワークシート
1.やさしい
m = 5 kgk = 200 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
200 kg の質量が、ばね定数 100 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 = 100 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 25 mm の 5 周期後に 7.1 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 25 mmx5 = 7.1 mmn = 5
ζ =
4.ふつう
2 kg の質量が、ばね定数 80 kN/m のばねと、減衰係数 80 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 = 2 kgk = 80 kN/mc = 80 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
40 kg の質量がばね k₃ = 15 kN/m につり下げられている。k₃ の上端は剛体の棒に取り付けられ、その棒は横に並べた 2 本のばね k₁ = 50 kN/m と k₂ = 12 kN/m からつり下げられている。棒は水平を保つ。 減衰とばね・棒の質量は無視する。上下振動の固有振動数 fn を Hz で求めよ。
m = 40 kgk1 = 50 kN/mk2 = 12 kN/mk3 = 15 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
10 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 = 12 kN/m、下のばねは k₂ = 10 kN/m である。 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 = 12 kN/mk2 = 10 kN/m
fn = Hz
解答
- 1. fn = 31.83 Hz
- 2. ωn = 22.36 rad/s
- 3. ζ = 0.04004
- 4. ζ = 0.1
- 5. fn = 2.766 Hz
- 6. fn = 3.717 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。