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
kmδst​ = 2.5 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 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。

δst = 2.5 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
2.やさしい
kmδst​ = 1 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 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
k = 2 kN/mζ = 0.3m = 20 kg

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
k = 40 kN/mc = 60 N·s/mm = 10 kg

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
k1​ = 15k2​ = 15m = 20 kg

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
k1​ = 100k2​ = 50m = 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 = 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. 1. fn = 9.97 Hz
  2. 2. fn = 15.76 Hz
  3. 3. fd = 1.518 Hz
  4. 4. ζ = 0.04743
  5. 5. fn = 3.082 Hz
  6. 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。