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 1 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 = 1 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
3.ふつう
ばね定数 2 kN/m のばねにつながれた 20 kg の質量に、減衰比 0.3 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 = 20 kgk = 2 kN/mζ = 0.3
fd = Hz
4.ふつう
10 kg の質量が、ばね定数 40 kN/m のばねと、減衰係数 60 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 = 10 kgk = 40 kN/mc = 60 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
20 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 = 15 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 = 20 kgk1 = 15 kN/mk2 = 15 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
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 = 100 kN/m、下のばねは k₂ = 50 kN/m である。 ばね系の等価ばね定数 keq を kN/m で求めよ。
m = 40 kgk1 = 100 kN/mk2 = 50 kN/m
keq = kN/m
解答
- 1. fn = 9.97 Hz
- 2. fn = 15.76 Hz
- 3. fd = 1.518 Hz
- 4. ζ = 0.04743
- 5. fn = 3.082 Hz
- 6. keq = 33.33 kN/m
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。