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。
解答つき機械振動ワークシート
1.やさしい
δst = 4 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
2.やさしい
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
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
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
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
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. fn = 7.882 Hz
- 2. fn = 1.779 Hz
- 3. ζ = 0.03952
- 4. ζ = 0.07885
- 5. fn = 8.656 Hz
- 6. fn = 11.41 Hz
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