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 = 8 kN/mm = 40 kgx

40 kg の質量が、ばね定数 8 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 = 40 kgk = 8 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
kmδst​ = 0.5 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 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
tx50 mm2 周期7.4 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 50 mm の 2 周期後に 7.4 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 50 mmx2 = 7.4 mmn = 2
ζ =
4.ふつう
k = 100 kN/mc = 1550 N·s/mm = 150 kg

150 kg の質量が、ばね定数 100 kN/m のばねと、減衰係数 1550 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 = 150 kgk = 100 kN/mc = 1550 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 80k2​ = 25m = 40 kg

40 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 = 40 kgk1 = 80 kN/mk2 = 25 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 10k2​ = 15m = 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 = 10 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 = 10 kgk1 = 10 kN/mk2 = 15 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. fn = 2.251 Hz
  2. 2. fn = 22.29 Hz
  3. 3. ζ = 0.1503
  4. 4. ζ = 0.2001
  5. 5. fn = 3.473 Hz
  6. 6. fn = 3.898 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。