50 kg の質量が、ばね定数 150 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 = 50 kgk = 150 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
2 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。 固有振動数 fn を Hz で求めよ。
m = 2 kgk = 40 kN/m
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 12 mm の 4 周期後に 0.6 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 12 mmx4 = 0.6 mmn = 4
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 40 mm の 4 周期後に 3.2 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 40 mmx4 = 3.2 mmn = 4
ζ =
5.むずかしい
10 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 25 kN/m、k₂ = 15 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 = 10 kgk1 = 25 kN/mk2 = 15 kN/m
keq = kN/m
6.むずかしい
10 kg の質量がばね k₃ = 15 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 = 15 kN/m と k₂ = 80 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 = 15 kN/mk2 = 80 kN/mk3 = 15 kN/m
fn = Hz
解答
- 1. fn = 8.717 Hz
- 2. fn = 22.51 Hz
- 3. ζ = 0.1184
- 4. ζ = 0.09999
- 5. keq = 40 kN/m
- 6. fn = 5.728 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。