100 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。
解答つき機械振動ワークシート
1.やさしい
m = 100 kgk = 150 kN/m
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 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。
δst = 2.5 mmg = 9.81 m/s²
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 1 周期後に 9.3 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。
x0 = 12 mmx1 = 9.3 mmn = 1
ζ =
4.ふつう
50 kg の質量が、ばね定数 200 kN/m のばねと、減衰係数 1900 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 = 50 kgk = 200 kN/mc = 1900 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
10 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 5 kN/m、k₂ = 10 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 = 10 kgk1 = 5 kN/mk2 = 10 kN/m
keq = kN/m
6.むずかしい
50 kg の質量が、横に並べた(並列の)2 本のばね k₁ = 50 kN/m、k₂ = 5 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 = 50 kgk1 = 50 kN/mk2 = 5 kN/m
keq = kN/m
解答
- 1. fn = 6.164 Hz
- 2. fn = 9.97 Hz
- 3. ζ = 0.04053
- 4. ζ = 0.3004
- 5. keq = 15 kN/m
- 6. keq = 55 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。