40 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
m = 40 kgk = 40 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
40 kg の質量が、ばね定数 5 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 = 40 kgk = 5 kN/m
ωn = rad/s
3.ふつう
12 kg の質量が、ばね定数 80 kN/m のばねと、減衰係数 980 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 = 12 kgk = 80 kN/mc = 980 N·s/m
ζ =
4.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 15 mm の 5 周期後に 2.3 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 15 mmx5 = 2.3 mmn = 5
ζ =
5.むずかしい
50 kg の質量がばね k₃ = 50 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 = 60 kN/m と k₂ = 10 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 = 50 kgk1 = 60 kN/mk2 = 10 kN/mk3 = 50 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
20 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 = 60 kN/m と k₂ = 50 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 = 20 kgk1 = 60 kN/mk2 = 50 kN/mk3 = 20 kN/m
fn = Hz
解答
- 1. fn = 5.033 Hz
- 2. ωn = 11.18 rad/s
- 3. ζ = 0.5001
- 4. ζ = 0.05958
- 5. fn = 3.844 Hz
- 6. fn = 4.63 Hz
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