機(jī)械動力學(xué)期末試題卷與答案.doc

.期 末 復(fù) 習(xí) 題 一、判斷題（每小題2分，共30題，共60分）1、機(jī)構(gòu)平衡問題在本質(zhì)上是一種以動態(tài)靜力分析為基礎(chǔ)的動力學(xué)綜合，或動力學(xué)設(shè)計(jì)。（ ）2、平衡是在運(yùn)動設(shè)計(jì)完成之前的一種動力學(xué)設(shè)計(jì)。（X ）3、平衡分析著眼于全部消除或部分消除引起震動的激振力。（ ）4、優(yōu)化平衡就是采用優(yōu)化的方法獲得一個絕對最佳解。（ X）5、在動力分析中主要涉及的力是驅(qū)動力和生產(chǎn)阻力。（ ）6、通路定理是用來判斷能否實(shí)現(xiàn)擺動力完全平衡的理論。（X ）7、慣性力的計(jì)算是建立在主動構(gòu)件作理想運(yùn)動的假定的基礎(chǔ)上的。（ ）8、當(dāng)取直線運(yùn)動的構(gòu)件作為等效構(gòu)件時，作用于系統(tǒng)上的全部外力折算到該構(gòu)件上得到等效力。（ ）9、無論如何，等效力與機(jī)械驅(qū)動構(gòu)件的真實(shí)速度無關(guān)。（ ）10、等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動慣量與機(jī)械驅(qū)動構(gòu)件的真實(shí)速度無關(guān)。（ ）11、擺動力的平衡一定會導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化。（ X）12、綜合平衡不僅考慮機(jī)構(gòu)在機(jī)座上的平衡，同時也考慮運(yùn)動副動壓力的平衡和輸入轉(zhuǎn)矩的平衡。（ ）13、作用于等效構(gòu)件上的等效力（或等效力矩）所作的功等于作用于系統(tǒng)上的外力所作的功。（X ）14、機(jī)器人操作機(jī)是一個多自由度的閉環(huán)的空間機(jī)構(gòu)。（X ）15、速度越快，系統(tǒng)的固有頻率越大。（ X）16、兩點(diǎn)動代換后的系統(tǒng)與原有系統(tǒng)在靜力學(xué)上是完全等效的。（ X）17、質(zhì)量代換是將構(gòu)件的質(zhì)量用若干集中質(zhì)量來代換，使這些代換質(zhì)量與原有質(zhì)量在運(yùn)動學(xué)上等效。（ ）18、平衡的實(shí)質(zhì)就是采用構(gòu)件質(zhì)量再分配等手段完全地或部分地消除慣性載荷。（ ）19、對于不存在多余約束和多個自由度的機(jī)構(gòu)，動態(tài)靜力分析是一個靜定問題。（ X）20、彈性動力分析考慮構(gòu)件的彈性變形。（ ）21、優(yōu)化綜合平衡是一個多目標(biāo)的優(yōu)化問題，是一種部分平衡。（ ）22、擺動力的完全平衡常常會導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)的簡單化。（ X）23、機(jī)構(gòu)擺動力矩完全平衡的條件為機(jī)構(gòu)的質(zhì)量矩為常數(shù)。（ X）24、機(jī)構(gòu)擺動力完全平衡的條件為機(jī)構(gòu)的質(zhì)量矩為常數(shù) 。（ ）25、機(jī)構(gòu)擺動力完全平衡的條件是：機(jī)構(gòu)運(yùn)動時，其總質(zhì)心作變速直線運(yùn)動。（ X）26、拉格朗日方程是研究約束系統(tǒng)靜力動力學(xué)問題的一個普遍的方法。（ ）27、當(dāng)以電動機(jī)為原動機(jī)時，驅(qū)動力矩是速度的函數(shù)。（ X）28、等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動慣量與質(zhì)量有關(guān)。（X ）29、在不含有變速比傳動而僅含定速比傳動的系統(tǒng)中，傳動比為常數(shù)。（ ）30、為了使得等效構(gòu)件的運(yùn)動與機(jī)構(gòu)中該構(gòu)件的運(yùn)動一致，要將全部外力等效地折算到該機(jī)構(gòu)上，這一折算是依據(jù)功能原理進(jìn)行的。（ ）二、單選題（每小題2分，共30題，共60分）31、動力學(xué)反問題是已知機(jī)構(gòu)的（ ），求解輸入轉(zhuǎn)矩和各運(yùn)動副反力及其變化規(guī)律。A、運(yùn)動狀態(tài) B、運(yùn)動狀態(tài)和工作阻力 C、工作阻力 D、運(yùn)動狀態(tài)或工作阻力32、動態(tài)靜力分析應(yīng)用于（ ）。A、動力學(xué)正問題 B、運(yùn)動學(xué)正問題 C、動力學(xué)反問題 D、運(yùn)動學(xué)反問題33、設(shè)機(jī)構(gòu)中的活動構(gòu)件數(shù)位6，含低副數(shù)目為2，含高副數(shù)目為3，則構(gòu)件的自由度數(shù)為（ ）。A、10 B、11 C、12 D、1334、平衡的實(shí)質(zhì)就是采用構(gòu)件質(zhì)量再分配等手段完全地或部分地消除（ ）。A、加速度 B、角加速度 C、慣性載荷 D、重力35、長期以來人們用加配重使擺動力部分被平衡的方法來減?。?）。A、速度 B、體積 C、摩擦 D、振動36、機(jī)構(gòu)擺動力矩完全平衡的條件為機(jī)構(gòu)的（ ）為常數(shù)。A、質(zhì)量矩 B、動量矩 C、轉(zhuǎn)動慣量 D、慣性矩37、擺動力的完全平衡常常會導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)的（ ）。A、簡單化 B、輕量化 C、復(fù)雜化 D、大型化38、當(dāng)取定軸轉(zhuǎn)動的構(gòu)件作為等效構(gòu)件時，作用于系統(tǒng)上的全部外力折算到該構(gòu)件上得到（ ）。A、等效質(zhì)量 B、等效轉(zhuǎn)動慣量 C、等效力 D、等效力矩39、等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動慣量與（ ）有關(guān)。A、傳動比B、質(zhì)量 C、轉(zhuǎn)動慣量 D、等效力 40、輸入功大于輸出功，其差值是（ ）。A、盈功B、虧功 C、正功 D、負(fù)功 41、在以下所有方法中，概念最清晰、易于理解的是（ ）。A、廣義質(zhì)量代換法 B、線性獨(dú)立矢量法 C、質(zhì)量矩替代法 D、有限位置法42、優(yōu)化平衡就是采用優(yōu)化的方法獲得一個（ ）。A、絕對最佳解 B、相對最佳解 C、實(shí)際解 D、理論解43、在含有連桿機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)等變速比傳動的系統(tǒng)中，傳動比僅與機(jī)構(gòu)的（ ）有關(guān)。A、速度 B、角速度 C、加速度 D、位置44、當(dāng)以電動機(jī)為原動機(jī)時，驅(qū)動力矩是（ ）的函數(shù)。A、加速度 B、角加速度 C、速度 D、角速度45、機(jī)器本身是振源，將其與地基隔離開來，以減少其對周圍的影響，稱為（ ）。A、隔振 B、減振 C、被動隔振 D、主動隔振46、在研究擺動力的平衡時，不涉及慣性力矩，可以采用（ ）。A、靜代換 B、動代換 C、靜力代換 D、擺動力代換47、在研究擺動力矩的平衡時，則必須采用（ ）。A、靜代換 B、動代換 C、靜力代換 D、擺動力代換48、機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的慣性載荷造成的影響有（ ）。A、提高機(jī)械的精度 B、提高機(jī)械的可靠性 C、加劇磨損 D、提高機(jī)械效率49、以下幾種方法中，不是機(jī)械剛體動力學(xué)研究的分析方法的是（ ）。A、靜力分析 B、動態(tài)靜力分析 C、動力分析 D、彈性動力分析50、不是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的特征是（ ）。A、大型化 B、精密化 C、高速化 D、輕量化51、機(jī)構(gòu)的總質(zhì)心為零的是（ ）。A、總質(zhì)心作勻速直線運(yùn)動 B、總質(zhì)心作變速直線運(yùn)動 C、總質(zhì)心作圓周運(yùn)動 D、總質(zhì)心作減速運(yùn)動52、機(jī)構(gòu)擺動力完全平衡的條件為：機(jī)構(gòu)運(yùn)動時機(jī)構(gòu)的動量矩為（ ）。A、0 B、關(guān)于速度的函數(shù) C、關(guān)于質(zhì)量的函數(shù) D、常數(shù)53、無法實(shí)現(xiàn)擺動力完全平衡的方法有（ ）。A、加配重 B、合理布置機(jī)構(gòu) C、設(shè)置附加機(jī)構(gòu) D、減小體積54、可以引起機(jī)構(gòu)在機(jī)座上的振動的是（ ）。A、速度的變化 B、擺動力 C、速度的周期變化 D、加速度的變化55、擺動力完全平衡的缺點(diǎn)有（ ）。A、減少振動 B、減小摩擦 C、使機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜化 D、使機(jī)械體積增加56、以下選項(xiàng)中，不能歸為阻尼的是（ ）。A、物體的內(nèi)力 B、物體表面間的摩擦力 C、周圍介質(zhì)的阻力 D、材料的內(nèi)摩擦57、飛輪有（ ）的作用。A、平衡器 B、儲能器 C、加大系統(tǒng)加速度 D、減小系統(tǒng)慣性58、描述等效構(gòu)件運(yùn)動的方程式形式有（ ）。A、能量形式 B、動量形式 C、加速度形式 D、平衡力形式59、為了使得等效構(gòu)件的運(yùn)動與機(jī)構(gòu)中該構(gòu)件的運(yùn)動一致，不能將（ ）等效地折算到該機(jī)構(gòu)上。A、全部外力 B、所有質(zhì)量 C、所有轉(zhuǎn)動慣量 D、全部內(nèi)力60、當(dāng)取直線運(yùn)動的構(gòu)件作為等效構(gòu)件時，作用于系統(tǒng)上的全部（ ）折算到該構(gòu)件上得到等效質(zhì)量。A、全部外力 B、質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量 C、轉(zhuǎn)動慣量 D、全部內(nèi)力三、多選題（每小題2分，共15題，共30分）61、機(jī)械動力學(xué)的分析方法按功能分類可分為（ ）和（ ）。A、動力學(xué)反問題 B、動力學(xué)正問題 C、運(yùn)動學(xué)正問題 D、運(yùn)動學(xué)反問題62、假定構(gòu)件為剛體，且忽略構(gòu)件的彈性變形的分析方法有（ ）。A、靜力分析 B、動態(tài)靜力分析C、彈性動力分析D、動力分析63、根據(jù)慣性載荷造成的危害，機(jī)構(gòu)的平衡可分為以下幾種（ ）。A、機(jī)構(gòu)在機(jī)座上的平衡 B、機(jī)構(gòu)輸入轉(zhuǎn)矩的平衡 C、機(jī)構(gòu)滑動副中動壓力的平衡 D、運(yùn)動副中動壓力的平衡64、機(jī)構(gòu)的總質(zhì)心為零，有（ ）這些可能。A、總質(zhì)心作勻速直線運(yùn)動 B、總質(zhì)心作變速直線運(yùn)動C、總質(zhì)心作圓周運(yùn)動 D、總質(zhì)心靜止不動65、以下選項(xiàng)中，可以引起機(jī)構(gòu)在機(jī)座上的振動的有（ ）。A、速度的變化 B、擺動力C、擺動力矩的周期變化D、加速度的變化66、以下選項(xiàng)中，以動態(tài)靜力分析方法為基礎(chǔ)計(jì)算出來的是（ ）。A、運(yùn)動副反力 B、平衡力矩 C、擺動力矩 D、擺動力67、作用在機(jī)械上的力有（ ）。A、驅(qū)動力 B、重力 C、摩擦力 D、生產(chǎn)阻力68、當(dāng)取直線運(yùn)動的構(gòu)件作為等效構(gòu)件時，作用于系統(tǒng)上的全部（ ）折算到該構(gòu)件上得到等效質(zhì)量。A、全部外力 B、質(zhì)量 C、轉(zhuǎn)動慣量 D、全部內(nèi)力69、描述等效構(gòu)件運(yùn)動的方程式有（ ）。A、能量形式 B、動量形式 C、力矩形式 D、平衡力形式70、工業(yè)機(jī)器人通常由（ ）組成。A、執(zhí)行機(jī)構(gòu) B、驅(qū)動裝置 C、控制系統(tǒng) D、傳感系統(tǒng)71、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程可分為（ ）這幾個階段。A、急停階段 B、啟動階段 C、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段 D、停車階段72、在動力分析中，主要涉及的力是（ ）。A、驅(qū)動力 B、重力 C、摩擦力 D、生產(chǎn)阻力73、以下選項(xiàng)中，與等效力有關(guān)的是（ ）。A、外力 B、傳動比 C、j/v D、vk/v74、以下選項(xiàng)中，與等效力矩有關(guān)的是（ ）。A、外力據(jù) B、傳動比 C、j/ D、vk/75、以下選項(xiàng)中，可歸為阻尼的有（ ）。A、物體的內(nèi)力 B、物體表面間的摩擦力 C、周圍介質(zhì)的阻力 D、材料的內(nèi)摩擦四、填空題（每空2分，共30空，共60分）76、從慣性載荷被平衡的程度看，平衡可分為 、 和 。77、機(jī)械動力學(xué)的分析方法按功能分類可分為 和 。78、動力學(xué)的分析方法按水平分類，可分為 、 、 和 。79、用質(zhì)量再分配實(shí)現(xiàn)擺動力的完全平衡，其分析方法主要有 、 、 和 。80、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的全過程可分為 、 和 這幾個階段。81、機(jī)器人動力學(xué)是機(jī)器人 、 和 的基礎(chǔ)。82、工業(yè)機(jī)器人通常由 、 、 和 組成。83、二自由度系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動慣量是系統(tǒng)的 、 、 和 的函數(shù)。84、實(shí)現(xiàn)擺動力完全平衡的方法有 、 和 。五、計(jì)算題（第85、86題各30分，第87題10分，第88題20分，共90分）85、如圖所示為一對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲柄以轉(zhuǎn)速度作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動，曲柄與水平方向夾角為，曲柄長度為，質(zhì)心與其回轉(zhuǎn)中心A重合。連桿長度，連桿與水平方向夾角為，連桿質(zhì)心到鉸鏈B的距離，連桿質(zhì)量，對其質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量。滑塊質(zhì)量，其質(zhì)心與鉸鏈C重合。1)畫出曲柄、連桿和滑塊的受力分析圖；2）寫出曲柄、連桿和滑塊的平衡方程。 圖1對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 圖2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)86、如圖2所示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，已知構(gòu)件1轉(zhuǎn)動慣量J1，質(zhì)心在O點(diǎn)，構(gòu)件2質(zhì)量m2，質(zhì)心C2，轉(zhuǎn)動慣量Jc2，構(gòu)件3質(zhì)量m3，構(gòu)件1上有驅(qū)動力矩M1，構(gòu)件3有阻力F3。以構(gòu)件1為等效構(gòu)件，求等效構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動慣量、等效力矩、等效驅(qū)動力矩和等效阻力矩。87、承受集中載荷的簡支梁如圖3所示。梁的跨度l=350cm，梁的截面慣性矩I=406cm4。材料為鋁，彈性模量為E=7104MPa，密度為=2700kg/m3。設(shè)有一重物G1=2400N從h=2.5cm高處落下，落于跨度的中點(diǎn)。求梁的固有頻率。（忽略梁自身的重力）注：簡支梁在重物作用下的中點(diǎn)靜撓度為 圖3承受集中載荷的簡支梁 圖4 機(jī)器安裝示意圖88、一個質(zhì)量20Kg的機(jī)器，按圖4所示方式安裝。若彈簧的總剛度為17KN/m，總阻尼為300。試求初始條件，時的振動響應(yīng)。Word 資料期 末 復(fù) 習(xí) 題機(jī)械動力學(xué)參考答案 一、 判斷題1-5 6-10 11-15 16-20 21-25 26-30 二、單選題31-35 BCBCD 36-40 AABCC 41-45 BBDDD 46-50 ABCDA 51-55 ADDBC56-60 ABADB三、多選題61.AB 62.ABD 63.ABD 64.AD 65.BC 66.ABCD 67.ABCD68.BC 69.AC70.ABCD71.BCD 72.AD 73.ABCD 74.ABCD 75.BCD四、填空題76、部分平衡、完全平衡、優(yōu)化綜合平衡77、動力學(xué)反問題、動力學(xué)正問題78、靜力分析、動態(tài)靜力分析、動態(tài)分析、彈性動態(tài)分析79、廣義質(zhì)量代換法、線性獨(dú)立矢量法、質(zhì)量矩替代法、有限位置法80、啟動階段、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段、停車階段81、操作機(jī)設(shè)計(jì)、控制器設(shè)計(jì)、動態(tài)性能分析82、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動裝置、控制系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)83、時間、慣性參數(shù)、幾何參數(shù)、廣義坐標(biāo)84、加配重、合理布置機(jī)構(gòu)、設(shè)置附加機(jī)構(gòu)五、計(jì)算題85、解：1）各個構(gòu)件的受力圖如下所示： （曲柄連桿滑塊各5分，共15分）2）根據(jù)受力圖可以得到曲柄平衡方程如下： （各個構(gòu)件的平衡方程分別為5分，共15分）化為標(biāo)量式為：其中：根據(jù)受力圖可以得到連桿平衡方程如下： 化為標(biāo)量式為：其中：根據(jù)受力圖可以得到滑塊平衡方程如下：化為標(biāo)量式為：其中：86、解： （2分） 圖2 以構(gòu)件1為等效構(gòu)件時，等效動力學(xué)模型如上圖2。等效構(gòu)件的角速度與構(gòu)件1的角速度同為1。根據(jù)等效構(gòu)件所具有的動能等于原機(jī)械系統(tǒng)的總動能；等效轉(zhuǎn)動慣量Je為： （12分）根據(jù)等效構(gòu)件的瞬時功率等于原機(jī)械系統(tǒng)的總瞬時功率，等效力矩Me為： （6分）其中，為F3與V3的夾角，下同。等效驅(qū)動力矩Md： （4分）等效阻力矩Mr： （6分）87、解：重物可視為一個集中的質(zhì)量塊，而梁則可視為一個沒有質(zhì)量的彈簧。重物落到梁上以后可將此系統(tǒng)視為一個單自由度振動系統(tǒng)。重物振動位移計(jì)算的坐標(biāo)原點(diǎn)取其靜力平衡位置。那么，這一自由