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 2.5 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 = 2.5 mmg = 9.81 m/s²
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 10 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 = 10 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
3.ふつう
2 kg の質量が、ばね定数 2 kN/m のばねと、減衰係数 50 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 = 2 kgk = 2 kN/mc = 50 N·s/m
ζ =
4.ふつう
ばね定数 5 kN/m のばねにつながれた 2 kg の質量に、減衰比 0.4 となる粘性ダンパがついている。自由振動の減衰固有振動数 fd を Hz で求めよ。
m = 2 kgk = 5 kN/mζ = 0.4
fd = Hz
5.むずかしい
5 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 100 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 = 5 kgk1 = 100 kN/mk2 = 60 kN/m
keq = kN/m
6.むずかしい
40 kg の質量が、縦につないだ(直列の)2 本のばねにつり下げられている:上のばねは k₁ = 5 kN/m、下のばねは k₂ = 20 kN/m である。 ばね系の等価ばね定数 keq を kN/m で求めよ。
m = 40 kgk1 = 5 kN/mk2 = 20 kN/m
keq = kN/m
解答
- 1. fn = 9.97 Hz
- 2. fn = 4.985 Hz
- 3. ζ = 0.3953
- 4. fd = 7.293 Hz
- 5. keq = 160 kN/m
- 6. keq = 4 kN/m
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。