80 kg の質量が、ばね定数 200 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 = 80 kgk = 200 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 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 4 周期後に 2 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 25 mmx4 = 2 mmn = 4
ζ =
4.ふつう
80 kg の質量が、ばね定数 10 kN/m のばねと、減衰係数 1070 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 = 80 kgk = 10 kN/mc = 1070 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
50 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 50 kN/m、k₂ = 20 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 = 50 kgk1 = 50 kN/mk2 = 20 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
50 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 15 kN/m、k₂ = 60 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 = 50 kgk1 = 15 kN/mk2 = 60 kN/m
keq = kN/m
解答
- 1. fn = 7.958 Hz
- 2. fn = 4.551 Hz
- 3. ζ = 0.09999
- 4. ζ = 0.5981
- 5. fn = 5.955 Hz
- 6. keq = 75 kN/m
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