150 kg の質量が、ばね定数 20 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。
解答つき機械振動ワークシート
1.やさしい
m = 150 kgk = 20 kN/m
ωn = rad/s
2.やさしい
250 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 = 250 kgk = 40 kN/m
ωn = rad/s
3.ふつう
ばね定数 8 kN/m のばねにつながれた 25 kg の質量に、減衰比 0.35 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 = 8 kN/mζ = 0.35
fd = Hz
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 30 mm の 5 周期後に 4.5 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 30 mmx5 = 4.5 mmn = 5
ζ =
5.むずかしい
50 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 = 40 kN/m と k₂ = 100 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 = 40 kN/mk2 = 100 kN/mk3 = 60 kN/m
fn = Hz
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 = 20 kN/m、下のばねは k₂ = 10 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 = 20 kN/mk2 = 10 kN/m
keq = kN/m
解答
- 1. ωn = 11.55 rad/s
- 2. ωn = 12.65 rad/s
- 3. fd = 2.667 Hz
- 4. ζ = 0.06028
- 5. fn = 4.613 Hz
- 6. keq = 6.667 kN/m
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