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 2.5 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。
解答つき機械振動ワークシート
1.やさしい
δst = 2.5 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
2.やさしい
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 0.5 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 = 0.5 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
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 1 周期後に 8 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 15 mmx1 = 8 mmn = 1
ζ =
4.ふつう
80 kg の質量が、ばね定数 200 kN/m のばねと、減衰係数 1600 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 = 80 kgk = 200 kN/mc = 1600 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
25 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 = 50 kN/m、下のばねは k₂ = 15 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 = 25 kgk1 = 50 kN/mk2 = 15 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
20 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 = 30 kN/m と k₂ = 50 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 = 20 kgk1 = 30 kN/mk2 = 50 kN/mk3 = 15 kN/m
fn = Hz
解答
- 1. fn = 9.97 Hz
- 2. fn = 22.29 Hz
- 3. ζ = 0.09955
- 4. ζ = 0.2
- 5. fn = 3.419 Hz
- 6. fn = 4 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。