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 15 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 = 15 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 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
減衰のある質量–ばね系の自由振動試験で、変位のピーク 25 mm の 5 周期後に 3.8 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 25 mmx5 = 3.8 mmn = 5
ζ =
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 20 mm の 2 周期後に 15.6 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 20 mmx2 = 15.6 mmn = 2
ζ =
5.むずかしい
40 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 20 kN/m、k₂ = 10 kN/m につり下げられている。質量は水平を保つ。 ばね系の等価ばね定数 keq を kN/m で求めよ。
m = 40 kgk1 = 20 kN/mk2 = 10 kN/m
keq = kN/m
6.むずかしい
25 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 12 kN/m、k₂ = 50 kN/m につり下げられている。質量は水平を保つ。 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 = 25 kgk1 = 12 kN/mk2 = 50 kN/m
fn = Hz
解答
- 1. fn = 4.07 Hz
- 2. fn = 4.551 Hz
- 3. ζ = 0.05986
- 4. ζ = 0.01977
- 5. keq = 30 kN/m
- 6. fn = 7.926 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。