80 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 = 20 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
10 kg の質量が、ばね定数 25 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 = 10 kgk = 25 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 20 mm の 4 周期後に 1 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 20 mmx4 = 1 mmn = 4
ζ =
4.ふつう
40 kg の質量が、ばね定数 40 kN/m のばねと、減衰係数 200 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 = 40 kgk = 40 kN/mc = 200 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
100 kg の質量がばね k₃ = 40 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 = 10 kN/m と k₂ = 40 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 = 100 kgk1 = 10 kN/mk2 = 40 kN/mk3 = 40 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
100 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 = 30 kN/m と k₂ = 10 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 = 100 kgk1 = 30 kN/mk2 = 10 kN/mk3 = 15 kN/m
fn = Hz
解答
- 1. fn = 2.516 Hz
- 2. fn = 7.958 Hz
- 3. ζ = 0.1184
- 4. ζ = 0.07906
- 5. fn = 2.373 Hz
- 6. fn = 1.662 Hz
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