機(jī)械振動(dòng)試題(參考答案)

1、機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)試卷、填空題（本題15分，每空1分）1、機(jī)械振動(dòng)大致可分成為：（）和非線性振動(dòng)；確定性振動(dòng)和（）；（）和強(qiáng)迫振動(dòng)。2、在離散系統(tǒng)中，彈性元件儲(chǔ)存（），慣性元件儲(chǔ)存（），（）元件耗散能量。3、周期運(yùn)動(dòng)的最簡(jiǎn)單形式是（），它是時(shí)間的單一（）或（）函數(shù)。4、疊加原理是分析（）系統(tǒng)的基礎(chǔ)。5、系統(tǒng)固有頻率主要與系統(tǒng)的（）和（）有關(guān)，與系統(tǒng)受到的激勵(lì)無(wú)關(guān)。6、系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)函數(shù)和（）函數(shù)是一對(duì)傅里葉變換對(duì)，和（）函數(shù)是一對(duì)拉普拉斯變換對(duì)。7、機(jī)械振動(dòng)是指機(jī)械或結(jié)構(gòu)在平衡位置附近的（）運(yùn)動(dòng)。、簡(jiǎn)答題（本題40分，每小題10分）1、簡(jiǎn)述振動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際阻尼、臨界阻尼、阻尼比的聯(lián)系與區(qū)別。（10分）

2、2、共振具體指的是振動(dòng)系統(tǒng)在什么狀態(tài)下振動(dòng)？簡(jiǎn)述其能量集聚過(guò)程？（10分）3、簡(jiǎn)述剛度矩陣K中元素kj的意義。（10分）4、簡(jiǎn)述隨機(jī)振動(dòng)問(wèn)題的求解方法，以及與周期振動(dòng)問(wèn)題求解的區(qū)別。（10分）。1,。2r1、m1、1的輪緣三、計(jì)算題（45分）3.1、 （14分）如圖所示中，兩個(gè)摩擦輪可分別繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)相對(duì)滑動(dòng)；摩擦輪的半徑、質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為I1和2、m2、12。輪2的輪緣上連接一剛度為k的彈簧，輪上有軟繩懸掛質(zhì)量為m的物體，求：1）系統(tǒng)微振的固有頻率；（10分）2）系統(tǒng)微振的周期；（4分）。圖2（16分）如圖所示扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)。設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量|1=|2,1）寫出系統(tǒng)的動(dòng)能函數(shù)和勢(shì)能函數(shù)；（4分）

3、2）求出系統(tǒng)的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣；（4分）3）求出系統(tǒng)的固后頻舉；（4分）4）求出系統(tǒng)振型矩陣，畫出振型圖。（4分）3.3、（15分）根據(jù)如圖所示微振系統(tǒng)，1）求系統(tǒng)的質(zhì)量矩陣和剛度矩陣和頻率方程；（5分）2）求出固有頻率；（5分）3）求系統(tǒng)的振型，并做圖。（5分）圖3剛度Kr1=K2。參考答案及評(píng)分細(xì)則:填空題（本題15分，每空1分）1、線性振動(dòng)；隨機(jī)振動(dòng)；自由振動(dòng);2、勢(shì)能；動(dòng)能；阻尼3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；正弦；余弦4、線性5、剛度；質(zhì)量6、頻響函數(shù)；傳遞函數(shù)7、往復(fù)彈性簡(jiǎn)答題（本題40分，每小題10分）5、簡(jiǎn)述振動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際阻尼、臨界阻尼、阻尼比的聯(lián)系與區(qū)別。（10分）答：實(shí)際阻尼是度量系統(tǒng)消耗

4、能量的能力的物理量，阻尼系數(shù)c是度量阻尼的量；臨界阻尼是ce=2m6n;阻尼比是巴=c/ce6、共振具體指的是振動(dòng)系統(tǒng)在什么狀態(tài)下振動(dòng)？簡(jiǎn)述其能量集聚過(guò)程？（10分）答：共振是指系統(tǒng)的外加激勵(lì)與系統(tǒng)的固有頻率接近時(shí)發(fā)生的振動(dòng)；共振過(guò)程中，外加激勵(lì)的能量被系統(tǒng)吸收，系統(tǒng)的振幅逐漸加大。7、簡(jiǎn)述剛度矩陣K中元素kj的意義。（10分）答：如果系統(tǒng)的第j個(gè)自由度沿其坐標(biāo)正方向有一個(gè)單位位移，其余各個(gè)自由度的位移保持為零，為保持系統(tǒng)這種變形狀態(tài)需要在各個(gè)自由度施加外力，其中在第i個(gè)自由度上施加的外力就是kj。8、簡(jiǎn)述隨機(jī)振動(dòng)問(wèn)題的求解方法，以及與周期振動(dòng)問(wèn)題求解的區(qū)別。（10分）答：隨機(jī)振動(dòng)的振動(dòng)規(guī)律只

5、能用概率統(tǒng)計(jì)方法描述，因此，只能通過(guò)統(tǒng)計(jì)的方法了解激勵(lì)和響應(yīng)統(tǒng)計(jì)值之間的關(guān)系。而周期振動(dòng)可以通過(guò)方程的求解，由初始條件確定未來(lái)任意時(shí)刻系統(tǒng)的狀態(tài)。計(jì)算題（1）系統(tǒng)微振的固有頻率；（10分）；（2）系統(tǒng)微振的周期；（4分）。選取廣義坐標(biāo)x或0;確定m的位移與摩擦輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系，（質(zhì)量m的位移與摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的弧長(zhǎng)及彈簧的變形量相等）寫出系統(tǒng)得動(dòng)能函數(shù)日、勢(shì)能函數(shù)U;令d（Et+U）=0.求出廣義質(zhì)量和剛度求出sn=Ik-,進(jìn)一步求出T5心12.（1）寫出系統(tǒng)的動(dòng)能函數(shù)和勢(shì)能函數(shù)（4分）；（2）求出系統(tǒng)的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣（4分）；（3）求出系統(tǒng)的固有頻率（4分）；（4）求出系統(tǒng)振型矩陣，畫出振型圖（4分）。令I(lǐng)1=I2=I,k.1=k.2=kr1)略2)-1113）頻率:2n13-5kr235kr''n2'4）振型矩陣:0.618<5-1一1111-0.6183.3（1統(tǒng)的振型,求系統(tǒng)的質(zhì)量矩陣和剛度矩陣和頻率方程并做圖（5分）5分）；（2）求出固有頻率（5分）；（3）求系頻率方程:2."：()=k固有頻