解答つき機械振動ワークシート

無料で印刷できる機械振動のワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
kmδst​ = 4 mm無負荷

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 4 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 = 4 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
2.やさしい
k = 25 kN/mm = 200 kgx

200 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 = 200 kgk = 25 kN/m
fn = Hz
3.ふつう
tx12 mm2 周期7.3 mm

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 2 周期後に 7.3 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 12 mmx2 = 7.3 mmn = 2
ζ =
4.ふつう
tx12 mm5 周期1 mm

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 5 周期後に 1 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 12 mmx5 = 1 mmn = 5
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 30k2​ = 12k3​ = 100m = 10 kg

10 kg の質量がばね k₃ = 100 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 = 12 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 = 30 kN/mk2 = 12 kN/mk3 = 100 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 20k2​ = 25k3​ = 60m = 5 kg

5 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 = 20 kN/m と k₂ = 25 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 = 5 kgk1 = 20 kN/mk2 = 25 kN/mk3 = 60 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. fn = 7.882 Hz
  2. 2. fn = 1.779 Hz
  3. 3. ζ = 0.03952
  4. 4. ζ = 0.07885
  5. 5. fn = 8.656 Hz
  6. 6. fn = 11.41 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。