100 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。 固有角振動数 ωn を rad/s で求めよ。
解答つき機械振動ワークシート
1.やさしい
m = 100 kgk = 40 kN/m
ωn = rad/s
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 12 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 = 12 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
3.ふつう
ばね定数 50 kN/m のばねにつながれた 2 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 = 2 kgk = 50 kN/mζ = 0.3
fd = Hz
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 10 mm の 2 周期後に 3.6 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 10 mmx2 = 3.6 mmn = 2
ζ =
5.むずかしい
40 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 = 25 kN/m と k₂ = 20 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 = 40 kgk1 = 25 kN/mk2 = 20 kN/mk3 = 5 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
40 kg の質量がばね k₃ = 40 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 = 80 kN/m と k₂ = 12 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 = 40 kgk1 = 80 kN/mk2 = 12 kN/mk3 = 40 kN/m
fn = Hz
解答
- 1. ωn = 20 rad/s
- 2. fn = 4.551 Hz
- 3. fd = 24.01 Hz
- 4. ζ = 0.08103
- 5. fn = 1.688 Hz
- 6. fn = 4.202 Hz
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