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
kmδst​ = 1 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 1 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 = 1 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
2.やさしい
kmδst​ = 25 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 25 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 = 25 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
3.ふつう
k = 15 kN/mc = 420 N·s/mm = 8 kg

8 kg の質量が、ばね定数 15 kN/m のばねと、減衰係数 420 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 = 8 kgk = 15 kN/mc = 420 N·s/m
ζ =
4.ふつう
k = 25 kN/mc = 160 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 160 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 = 160 N·s/m
ζ =
5.むずかしい
k1​ = 40k2​ = 60m = 40 kg

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 = 40 kN/m、下のばねは k₂ = 60 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 = 40 kgk1 = 40 kN/mk2 = 60 kN/m
fn = Hz
6.むずかしい
k1​ = 25k2​ = 5k3​ = 50m = 40 kg

40 kg の質量がばね k₃ = 50 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 = 40 kgk1 = 25 kN/mk2 = 5 kN/mk3 = 50 kN/m
fn = Hz

解答

  1. 1. fn = 15.76 Hz
  2. 2. fn = 3.153 Hz
  3. 3. ζ = 0.6062
  4. 4. ζ = 0.1461
  5. 5. fn = 3.898 Hz
  6. 6. fn = 3.446 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。