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 = 200 kN/mm = 25 kgx

25 kg の質量が、ばね定数 200 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 = 25 kgk = 200 kN/m
fn = Hz
2.やさしい
k = 20 kN/mm = 12 kgx

12 kg の質量が、ばね定数 20 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 = 12 kgk = 20 kN/m
fn = Hz
3.ふつう
tx40 mm3 周期27.4 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 40 mm の 3 周期後に 27.4 mm のピークが現れた。 減衰比 ζ を求めよ。

x0 = 40 mmx3 = 27.4 mmn = 3
ζ =
4.ふつう
k = 20 kN/mc = 100 N·s/mm = 12 kg

12 kg の質量が、ばね定数 20 kN/m のばねと、減衰係数 100 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 = 20 kN/mc = 100 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 15k2​ = 20m = 25 kg

25 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 = 15 kN/m、下のばねは k₂ = 20 kN/m である。 減衰とばねの質量は無視する。上下振動の固有振動数 fn を Hz で求めよ。

m = 25 kgk1 = 15 kN/mk2 = 20 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 12k2​ = 50k3​ = 80m = 5 kg

5 kg の質量がばね k₃ = 80 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 = 50 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 = 12 kN/mk2 = 50 kN/mk3 = 80 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. fn = 14.24 Hz
  2. 2. fn = 6.497 Hz
  3. 3. ζ = 0.02007
  4. 4. ζ = 0.1021
  5. 5. fn = 2.947 Hz
  6. 6. fn = 13.3 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。