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 8 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。
解答つき機械振動ワークシート
1.やさしい
δst = 8 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
2.やさしい
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 4 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 = 4 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
3.ふつう
15 kg の質量が、ばね定数 25 kN/m のばねと、減衰係数 240 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 = 15 kgk = 25 kN/mc = 240 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 25 mm の 1 周期後に 18.3 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 25 mmx1 = 18.3 mmn = 1
ζ =
5.むずかしい
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 = 100 kN/m、下のばねは k₂ = 10 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 = 100 kN/mk2 = 10 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
100 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 100 kN/m、k₂ = 5 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 = 100 kN/mk2 = 5 kN/m
fn = Hz
解答
- 1. fn = 5.573 Hz
- 2. fn = 7.882 Hz
- 3. ζ = 0.196
- 4. ζ = 0.04959
- 5. fn = 2.146 Hz
- 6. fn = 5.157 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。