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
k = 15 kN/mm = 5 kgx

5 kg の質量が、ばね定数 15 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 = 15 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
kmδst​ = 0.5 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 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。

δst = 0.5 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
3.ふつう
k = 8 kN/mζ = 0.7m = 2 kg

ばね定数 8 kN/m のばねにつながれた 2 kg の質量に、減衰比 0.7 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 = 8 kN/mζ = 0.7
fd = Hz
4.ふつう
k = 50 kN/mc = 50 N·s/mm = 5 kg

5 kg の質量が、ばね定数 50 kN/m のばねと、減衰係数 50 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 = 5 kgk = 50 kN/mc = 50 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 25k2​ = 5k3​ = 60m = 10 kg

10 kg の質量がばね k₃ = 60 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 = 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 = 10 kgk1 = 25 kN/mk2 = 5 kN/mk3 = 60 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 25k2​ = 100m = 5 kg

5 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 = 25 kN/m、下のばねは k₂ = 100 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 = 5 kgk1 = 25 kN/mk2 = 100 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. fn = 8.717 Hz
  2. 2. fn = 22.29 Hz
  3. 3. fd = 7.188 Hz
  4. 4. ζ = 0.05
  5. 5. fn = 7.118 Hz
  6. 6. fn = 10.07 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。