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​ = 25 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 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。

δst = 25 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
2.やさしい
kmδst​ = 12 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 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
tx20 mm2 周期7.3 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 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
k = 50 kN/mζ = 0.7m = 12 kg

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
k1​ = 40k2​ = 60k3​ = 20m = 5 kg

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
k1​ = 50k2​ = 20m = 5 kg

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. 1. fn = 3.153 Hz
  2. 2. fn = 4.551 Hz
  3. 3. ζ = 0.07995
  4. 4. fd = 7.337 Hz
  5. 5. fn = 9.189 Hz
  6. 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。