15 kg の質量が、ばね定数 5 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。
解答つき機械振動ワークシート
1.やさしい
m = 15 kgk = 5 kN/m
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 2 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 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
3.ふつう
10 kg の質量が、ばね定数 12 kN/m のばねと、減衰係数 70 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 = 12 kN/mc = 70 N·s/m
ζ =
4.ふつう
40 kg の質量が、ばね定数 100 kN/m のばねと、減衰係数 200 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 = 40 kgk = 100 kN/mc = 200 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
50 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 = 80 kN/m、下のばねは k₂ = 15 kN/m である。 ばね系の等価ばね定数 keq を kN/m で求めよ。
m = 50 kgk1 = 80 kN/mk2 = 15 kN/m
keq = kN/m
6.むずかしい
50 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 = 5 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 = 50 kgk1 = 100 kN/mk2 = 5 kN/m
fn = Hz
解答
- 1. fn = 2.906 Hz
- 2. fn = 11.15 Hz
- 3. ζ = 0.101
- 4. ζ = 0.05
- 5. keq = 12.63 kN/m
- 6. fn = 1.553 Hz
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。