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 2.5 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。
解答つき機械振動ワークシート
1.やさしい
δst = 2.5 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 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。
δst = 8 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
3.ふつう
12 kg の質量が、ばね定数 12 kN/m のばねと、減衰係数 300 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 = 12 kN/mc = 300 N·s/m
ζ =
4.ふつう
ばね定数 12 kN/m のばねにつながれた 2 kg の質量に、減衰比 0.5 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 = 2 kgk = 12 kN/mζ = 0.5
fd = Hz
5.むずかしい
20 kg の質量がばね k₃ = 10 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 = 100 kN/m と k₂ = 30 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 = 100 kN/mk2 = 30 kN/mk3 = 10 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
5 kg の質量がばね k₃ = 5 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 = 100 kN/m と k₂ = 80 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 = 5 kgk1 = 100 kN/mk2 = 80 kN/mk3 = 5 kN/m
fn = Hz
解答
- 1. fn = 9.97 Hz
- 2. fn = 5.573 Hz
- 3. ζ = 0.3953
- 4. fd = 10.68 Hz
- 5. fn = 3.429 Hz
- 6. fn = 4.964 Hz
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