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 25 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 = 25 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 12 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 = 12 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 20 mm の 2 周期後に 7.3 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 20 mmx2 = 7.3 mmn = 2
ζ =
4.ふつう
ばね定数 50 kN/m のばねにつながれた 12 kg の質量に、減衰比 0.7 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 = 12 kgk = 50 kN/mζ = 0.7
fd = Hz
5.むずかしい
5 kg の質量がばね k₃ = 20 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 = 40 kN/m と k₂ = 60 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 = 40 kN/mk2 = 60 kN/mk3 = 20 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
5 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 = 20 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 = 5 kgk1 = 50 kN/mk2 = 20 kN/m
fn = Hz
解答
- 1. fn = 3.153 Hz
- 2. fn = 4.551 Hz
- 3. ζ = 0.07995
- 4. fd = 7.337 Hz
- 5. fn = 9.189 Hz
- 6. fn = 8.507 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。