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 = 200 kN/mm = 12 kgx

12 kg の質量が、ばね定数 200 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 = 12 kgk = 200 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
k = 40 kN/mm = 10 kgx

10 kg の質量が、ばね定数 40 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 = 10 kgk = 40 kN/m
ωn = rad/s
3.ふつう
tx15 mm2 周期3.3 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 15 mm の 2 周期後に 3.3 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 15 mmx2 = 3.3 mmn = 2
ζ =
4.ふつう
k = 50 kN/mζ = 0.45m = 8 kg

ばね定数 50 kN/m のばねにつながれた 8 kg の質量に、減衰比 0.45 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 = 8 kgk = 50 kN/mζ = 0.45
fd = Hz
5.むずかしい
k1​ = 50k2​ = 60m = 10 kg

10 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 = 60 kN/m である。 ばね系の等価ばね定数 keq を kN/m で求めよ。

m = 10 kgk1 = 50 kN/mk2 = 60 kN/m
keq = kN/m
6.むずかしい
k1​ = 80k2​ = 25m = 50 kg

50 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 = 80 kN/m、下のばねは k₂ = 25 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 = 50 kgk1 = 80 kN/mk2 = 25 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. fn = 20.55 Hz
  2. 2. ωn = 63.25 rad/s
  3. 3. ζ = 0.1196
  4. 4. fd = 11.24 Hz
  5. 5. keq = 27.27 kN/m
  6. 6. fn = 3.106 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。