古賀恭一郎の日記

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令和元年度 技術士一次試験 機械部門択一(15)振動系における減衰振動

こんにちは、技術士(機械)の古賀恭一郎です。
 
令和元年度 技術士一次試験 機械部門択一問題の解答解説です。

技術士一次試験だけでなく、JABEE認定大学の機械工学科の皆さんにも活用できる内容になっていると思います。

お役に立てれば幸いです。

JABEE |一般社団法人 日本技術者教育認定機構|世界で通用する技術者」になるための学びが、ここに。から引用

技術者を育成する教育プログラムを「技術者に必要な知識と能力」「社会の要求水準」などの観点から審査し、認定する非政府系組織です。“教育プログラム”は認定の対象とする教育の主体のことで、通常、工学・農学・理学系の学科あるいは学科内のコースに対応します。

中略

  • 認定プログラムの修了生は、国家資格である技術士の第一次試験が免除されます。
 
問題15 振動系における減衰振動に関する次の記述のうち,最も不適切なものはどれか。
① 減衰比は0より小さくなることはない。 
② 減衰比は1より大きくなることはない。
③ 減衰が存在し,系が振動するとき,共振時の応答は有限の振幅になる。
④ 減衰が存在し,系が振動するとき,自由振動は時間とともにゼロに収束する。 
⑤ 減衰が存在し,系が振動するとき,固有振動数は減衰が無いときに比べて小さくなる。
 
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技術士会の正答は、②でした。
 
①適切です。
②不適切です。
減衰比はc/{2(mk)^0.5}で表します。ここで、cは減衰係数、mは質量、kばね定数を表します。
質量、ばね定数、減衰係数は負になることはありませんので、①は適切ですね。
同じく質量は増減しますので、1に対して大きくなることも小さくなることもありますね。
③適切です。無限になることは無いということでしょうか。
④適切です。感覚的に理解しやすいですね。
⑤適切です。減衰固有振動数ωdは、減衰のない固有振動数ωnとの関係から、
 ωd=ωn×(1-減衰比^2)^0.5
で表しますので、小さいですね。
 
JSME振動学 P11~13を参照しました。
 
一次試験は、とにかく過去問を繰り返し解くことが、合格への近道です。
頑張ってください。