机械振动大作业

1、题目姓学班专机械振动基础大作业2014 年春季学期）基于 MATLA名 号 级 业报告提交日期求系统特性李超11109107061108107机械设计制造及其自动化2014 年 4 月 23哈尔滨工业大学机械振动基础大作业报告要求1. 请根据课堂布置的 2 道大作业题，任选其一，拒绝雷同和抄袭；2. 报告最好包含自己的心得、体会或意见、建议等；3. 报告统一用该模板撰写，字数不少于 3000 字，上限不限；4. 正文格式： 小四号 字体，行距为 1.25 倍行距；5. 用 A4 纸单面打印 ；左侧装订， 1 枚钉；6. 课程报告需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班 长收齐，统一发送

2、至： shanxiaobiao。7. 此页不得删除。评语：成绩（15 分）：教师签名：年月日机械振动基础大作业基于 MATLA求系统特性题目简介已知 10 自由度无阻尼振动系统 : M u K u Fu1k1f1m1u2m2N1kN 1uN 1uNk2kNmN 1mN1. 利用 MATLAB 编程(所有参数自己定，若有雷同，均为零分)求10 系统的固有频率和固有振型 ,(报告中需给出 MATLAB 程序)；2. 针对本题的练习过程， 写出自己对 10自由度系统以及利用 MATLAB 求解多自由度矩阵的认识体会。MATLAB 程序图m=;k1=;k=;c=;c1=;% 质量矩阵的输入for i=

3、1:10a=input( 输入质量矩阵 m： );m(i,i)=a;end%刚度矩阵的输入for j=1:10b=input( 输入刚度系数 k： );k1(1,j)=b;endfor l=1:9k(l,l)=k1(l)+k1(l+1);k(10,10)=k1(10);k(l+1,l)=-k1(l+1);k(l,l+1)=-k1(l+1);k(10,9)=-k1(10);k(9,10)=-k1(10);end机械振动基础大作业%阻尼矩阵的输入syms w;B=k-w2*m%系统的特征矩阵 BY=det(B);%展开行列式W=solve(Y);%求解 whlW=length(W);V,D=eig

4、(k,m);forI=1:10forJ=1:10V(J,I)=V(J,I)/V(5,I);endVWend三、 MATLAB 结果输入输出1.输入质量矩阵m：12.输入质量矩阵m：13.输入质量矩阵m：14.输入质量矩阵m：15.输入质量矩阵m：16.输入质量矩阵m：17.输入质量矩阵m：18.输入质量矩阵m：19.输入质量矩阵m：110.输入质量矩阵m：111.输入刚度系数 k： 112.输入刚度系数k：113.输入刚度系数k：114.输入刚度系数k：115.输入刚度系数k：116.输入刚度系数k：117.输入刚度系数k：118.输入刚度系数k：119.输入刚度系数k：120.输入刚度系数k

5、：121.B =22. 2 - w2,-1, 0, 0,0,0,0,0,003机械振动基础大作业23.0-1, 2w2,-1,0,0,0,0,0,0,24.00,-1, 2w2,-1,0,0,0,0,0,25.00,0,-1, 2w2,-1,0,0,0,0,26.00,0,0,-1, 2w2,-1,0,0,0,27.00,0,0,0,-1, 2w2,-1,0,0,28.00,0,0,0,0,-1, 2- w2,-1,0,29.00,0,0,0,0,0,-1, 2- w2,-1,30.-10,0,0,0,0,0,0,-1, 2- w2,31.32. w210,0,0,0,0,0,0,0,-1,

6、1 -33. V =a)0.21910.5550-1.2074-1.00002.24701.0713-3.1581-0.80193.77960.2956b) 0.43341.0000-1.7702-1.00001.0000-0.16012.30761.0000-6.2457-0.5649c)0.63791.2470-1.38790.0000-1.8019-1.04731.4720-0.44506.54130.7840d) 0.82821.2470-0.26461.0000-1.80190.3166-3.3832-0.4450-4.5636-0.9335e)1.00001.00001.00001

7、.00001.00001.00001.00001.00001.00001.0000f) 0.3412 -0.18940.42550.0000-0.4255-0.18940.34120.34120.18940.4255g) 0.37800.00000.37800.37800.0000-0.3780-0.37800.0000-0.3780机械振动基础大作业-0.3780h) 0.40630.29690.18940.12860.37800.42550.2459-0.0650-0.34120.4352i) 0.42550.3412-0.18940.00000.18940.34120.42550.425

8、5-0.3412-0.1894j) 0.43520.4255-0.4063-0.3780-0.3412-0.2969-0.2459-0.18940.12860.065034. W =35. 1.97766165245025709013948576586836. -0.7306820487327900290894759978595437. -1.652477548631989743890325147545438. -0.1494601871728485085818794914695339. 1.466103743659652657044862978541340. -1.9111456115722

9、81465622668107534941. 1.911145611572281465622668107534942. 0.1494601871728485085818794914695343. -1.466103743659652657044862978541344. 0.7306820487327900290894759978595445. 1.652477548631989743890325147545446. -1.97766165245025709013948576586847. 148. -149. 7/(9*(108(1/2)*(7*i)/108) + 7/54)(1/3) + (

10、108(1/2)*7*i)/108 + 7/54)(1/3) - 1/350. 7/(9*(108(1/2)*(7*i)/108) - 7/54)(1/3) + (108(1/2)*7*i)/108 - 7/54)(1/3) + 1/3- 7/(18*(108(1/2)*(7*i)/108) + 7/54)(1/3) - (108(1/2)*7*i)/108 + 7/54)(1/3)/2 + (3(1/2)*(7/(9*(108(1/2)*(7*i)/108) + 7/54)(1/3) - (108(1/2)*7*i)/108 + 7/54)(1/3)*i)/2 - 1/3- 7/(18*(1

11、08(1/2)*(7*i)/108) + 7/54)(1/3) - (108(1/2)*7*i)/108 + 7/54)(1/3)/2 - (3(1/2)*(7/(9*(108(1/2)*(7*i)/108) + 7/54)(1/3) - (108(1/2)*7*i)/108 + 7/54)(1/3)*i)/2 - 1/3b) 1/3 - (108(1/2)*7*i)/108 - 7/54)(1/3)/2 + (3(1/2)*(7/(9*(108(1/2)*(7*i)/108) - 7/54)(1/3) - (108(1/2)*7*i)/108 - 7/54)(1/3)*i)/2 - 7/(1

12、8*(108(1/2)*(7*i)/108) - 7/54)(1/3)c) 1/3 - (108(1/2)*7*i)/108 - 7/54)(1/3)/2 - (3(1/2)*(7/(9*(108(1/2)*(7*i)/108) - 7/54)(1/3) - (108(1/2)*7*i)/108 - 7/54)(1/3)*i)/2 - 7/(18*(108(1/2)*(7*i)/108) - 7/54)(1/3)四、 心得体会机械振动基础大作业1）学习机械振动课程的体会机械振动是设计和研制飞机、 直升机、和导弹等飞行器的必须妥善解决的重 要工程问题， 本课程作为一门专业基础课程， 其教学目的与

13、任务是要求学生学习 和掌握机械振动的基本理论， 初步具有把机械系统振动、 噪声等实际问题抽象为 理论模型，并利用所学到的理论知识和方法来分析和解决实际机械系统振动噪声 问题的能力， 学会机械振动噪声的测试分析及实验方法和技能。 培养学生对机械 系统动态问题的认识和分析能力， 并且提高学生在学校和将来解决实际问题的能 力。本学期上课，我们主要学习了以下课程 第一章 绪论 第二章 基础理论第三章 单自由度系统的振动 第四章 二自由度系统的振动 第五章 多自由度系统的振动 第六章 连续弹性体振动及有限元法 第七章 工程振动测试和实验机械振动是指机械系统 （即力学系统 ）中的振动，任何力学系统，只要它

14、具有 弹性和惯性，都可能发生振动，这种力学系统称为振动系统。振动应用举例 心脏的搏动、耳膜和声带的振动 声音的产生、传播和接收 桥梁和建筑物在阵风或地震激励下的振动 飞机和船舶在航行中的振动 机床和刀具在加工时的振动各种动力机械的振动控制系统中的自激振动振动危害 振动会影响精密仪器设备的功能，降低加工精度，加剧构件的疲劳 和磨损，缩短机器和结构物的使用寿命振动可能引起结构的大变形破坏，有的桥梁曾因振动而坍毁 飞机机翼的颤振、机轮的抖振往往造成事故 车、船和机舱的振动会劣化乘载条件 强烈的振动噪声会形成严重的公害。以下是我对机械振动这门课程的概念总结：机械振动基础大作业振动系统离散系统 ：具有集

15、中参数元件所组成的系统。连续系统： 由分布参数元件组成的系统非线性振动系统 :指该系统的振动只能用非线性微分方程描述按激励类型： 自由、受迫 、自激、参数按响应类型： 固有、简谐、周期、混沌、随机按系统系统： 线性、非线性、确定性、随机第一类： 已知系统模型和外载荷求系统响应，称为响应计算(分析)或正问题。 第二类： 已知输入和输出求系统特性， 称为系统识别或参数识别， 又称为第一类 逆问题。第三类： 已知系统特性和响应求载荷，称为载荷识别(振动环境预测) ，又称为 第二类逆问题惯性元件： 集中质量和转动惯量都属于惯性元件特点是完全刚性且无阻尼， 在振 动过程中储存或释放动能。弹性元件： 弹簧

16、和扭簧都属于弹性元件特点是忽略其质量和阻尼， 在振动过程中 储存或释放势能。弹性力与其两端的相对位移成比例，方向相反、阻尼元件： 消耗能量简谐振动 是最简单又最重要的一种周期振动， 是指机械系统的某个物理量 (如位 移、速度、加速度等)按时间的正弦或余弦函数规律变化的振动振动叠加原理： 一个质点同时参与多个振动， 其合振动的位移是这多个振动位移 的矢量和。拍：两个简谐振动合成时，合振动有忽强忽弱现象简谐振动： 一般的周期函数可以通过谐波分析分解成简谐振动。 把一个周期函数 展开成一个傅里叶级数， 即展开成一系列简谐函数之和， 称为谐波分析一个周期 振动过程可以看成频率依次为基频及其整数倍的若干

17、或无数简谐振动分量的合 成振动过程。这些简谐分量分别称为基频分量、二倍频分量等无阻尼自由振动 的特点是(1) 振动规律为简谐振动 (2) 振幅 A 和初相位取决于运 动的初始条件 ( 初位移和初速度 (3)周期 T 和固有频率仅决定于系统本身的固有 参数(m,k,I ) 阻尼：振动过程中，系统所受的阻力。例如摩擦阻尼、电磁阻尼、介质阻尼及结机械振动基础大作业构阻尼等。粘性阻尼：在很多情况下，振体速度不大时， 由于介质粘性引起的阻尼认为阻力 与速度的一次方成正比，这种阻尼称为粘性阻尼。稳态受迫振动的主要特性：1、在简谐激振力下，单自由度系统稳态受迫振动亦为简谐振动。 2、稳态受 迫振动的频率等于简谐激振力的频率，与振动系统的质量及刚度系数无关。3、稳态受迫振动的振幅大小与运动初始条件无关，而与振动系统的 固有频率、激 振力的频率及激振力的力幅有关。连续系统的定义：系统的惯性、弹性和阻尼都是连续分布的振动系统叫连续系统； 工程振动测试的主要参数 ：位移、速度、加速度、激振力、激振频率和振幅。2) 关于 MATLAB 的学习心得关于 matlab 我们本应该从大二就开始学习，但是在机械原理和材料力学中 都用的到， 我知道在以后的工作中我也会不断地用到， 但是由于我自己的原因一 直没有学习，本次课程