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
kmδst​ = 15 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 15 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 = 15 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
2.やさしい
k = 12 kN/mm = 100 kgx

100 kg の質量が、ばね定数 12 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 = 100 kgk = 12 kN/m
fn = Hz
3.ふつう
tx50 mm1 周期26.6 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 50 mm の 1 周期後に 26.6 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 50 mmx1 = 26.6 mmn = 1
ζ =
4.ふつう
tx20 mm1 周期17.6 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 20 mm の 1 周期後に 17.6 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 20 mmx1 = 17.6 mmn = 1
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 25k2​ = 100k3​ = 40m = 40 kg

40 kg の質量がばね k₃ = 40 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 = 25 kN/m と k₂ = 100 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 = 25 kN/mk2 = 100 kN/mk3 = 40 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 60k2​ = 10k3​ = 50m = 5 kg

5 kg の質量がばね k₃ = 50 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 = 60 kN/m と k₂ = 10 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 = 5 kgk1 = 60 kN/mk2 = 10 kN/mk3 = 50 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. fn = 4.07 Hz
  2. 2. fn = 1.743 Hz
  3. 3. ζ = 0.09994
  4. 4. ζ = 0.02034
  5. 5. fn = 4.381 Hz
  6. 6. fn = 12.16 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。