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
k = 10 kN/mm = 100 kgx

100 kg の質量が、ばね定数 10 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 = 100 kgk = 10 kN/m
ωn = rad/s
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
k = 25 kN/mc = 400 N·s/mm = 25 kg

25 kg の質量が、ばね定数 25 kN/m のばねと、減衰係数 400 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 = 25 kgk = 25 kN/mc = 400 N·s/m
ζ =
4.ふつう
k = 1 kN/mc = 40 N·s/mm = 8 kg

8 kg の質量が、ばね定数 1 kN/m のばねと、減衰係数 40 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 = 8 kgk = 1 kN/mc = 40 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 12k2​ = 12m = 5 kg

5 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 12 kN/m、k₂ = 12 kN/m につり下げられている。質量は水平を保つ。 ばね系の等価ばね定数 keq を kN/m で求めよ。

m = 5 kgk1 = 12 kN/mk2 = 12 kN/m
keq = kN/m
6.むずかしい
k1​ = 15k2​ = 10m = 100 kg

100 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 15 kN/m、k₂ = 10 kN/m につり下げられている。質量は水平を保つ。 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 = 100 kgk1 = 15 kN/mk2 = 10 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. ωn = 10 rad/s
  2. 2. fn = 4.551 Hz
  3. 3. ζ = 0.253
  4. 4. ζ = 0.2236
  5. 5. keq = 24 kN/m
  6. 6. fn = 2.516 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。