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 0.5 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 = 0.5 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
2.やさしい
5 kg の質量が、ばね定数 12 kN/m のばねにつり下げられている。減衰は無視する。 固有振動数 fn を Hz で求めよ。
m = 5 kgk = 12 kN/m
fn = Hz
3.ふつう
8 kg の質量が、ばね定数 20 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 = 8 kgk = 20 kN/mc = 240 N·s/m
ζ =
4.ふつう
8 kg の質量が、ばね定数 50 kN/m のばねと、減衰係数 510 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 = 8 kgk = 50 kN/mc = 510 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
50 kg の質量がばね k₃ = 50 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 = 20 kN/m と k₂ = 5 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 = 50 kgk1 = 20 kN/mk2 = 5 kN/mk3 = 50 kN/m
fn = Hz
6.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 = 50 kN/m と k₂ = 60 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 = 50 kN/mk2 = 60 kN/mk3 = 5 kN/m
fn = Hz
解答
- 1. fn = 22.29 Hz
- 2. fn = 7.797 Hz
- 3. ζ = 0.3
- 4. ζ = 0.4032
- 5. fn = 2.906 Hz
- 6. fn = 1.74 Hz
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