200 kg の質量が、ばね定数 50 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 = 200 kgk = 50 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
15 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。
m = 15 kgk = 40 kN/m
ωn = rad/s
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 30 mm の 4 周期後に 14.1 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 30 mmx4 = 14.1 mmn = 4
ζ =
4.ふつう
ばね定数 5 kN/m のばねにつながれた 25 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 = 25 kgk = 5 kN/mζ = 0.3
fd = Hz
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 = 5 kN/m、k₂ = 100 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 = 40 kgk1 = 5 kN/mk2 = 100 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
5 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 12 kN/m、k₂ = 30 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 = 5 kgk1 = 12 kN/mk2 = 30 kN/m
keq = kN/m
解答
- 1. fn = 2.516 Hz
- 2. ωn = 51.64 rad/s
- 3. ζ = 0.03003
- 4. fd = 2.147 Hz
- 5. fn = 8.154 Hz
- 6. keq = 42 kN/m
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