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
k = 150 kN/mm = 500 kgx

500 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。

m = 500 kgk = 150 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
kmδst​ = 10 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 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
k = 25 kN/mc = 90 N·s/mm = 12 kg

12 kg の質量が、ばね定数 25 kN/m のばねと、減衰係数 90 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 = 12 kgk = 25 kN/mc = 90 N·s/m
ζ =
4.ふつう
k = 25 kN/mc = 1130 N·s/mm = 80 kg

80 kg の質量が、ばね定数 25 kN/m のばねと、減衰係数 1130 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 = 80 kgk = 25 kN/mc = 1130 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 12k2​ = 40k3​ = 60m = 10 kg

10 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 = 12 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 = 10 kgk1 = 12 kN/mk2 = 40 kN/mk3 = 60 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 25k2​ = 5k3​ = 10m = 20 kg

20 kg の質量がばね k₃ = 10 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 = 25 kN/m と k₂ = 5 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 = 20 kgk1 = 25 kN/mk2 = 5 kN/mk3 = 10 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. fn = 2.757 Hz
  2. 2. fn = 4.985 Hz
  3. 3. ζ = 0.08216
  4. 4. ζ = 0.3995
  5. 5. fn = 8.4 Hz
  6. 6. fn = 3.082 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。