机械振动学试题与答案与试卷分析

2023-2023〔A〕机械振动学使用班级：08010741总分总分得分得分一、填空题〔201分〕机械运动是一种特别形式的运动，在这种运动过程中，机械系统将围绕作 运动。从能量的角度看，惯性是保持的元素，恢复性是贮存的元素，阻尼是使能量散逸的元素。一个质点在空间作自由运动，打算其位置需要个独立的坐标，自由度数为,n个相对位置可变的质点组成的质点系，其自由度数为，当系统收到r个约束条件时，系统的自由度数是。响不大。加在系统上的初始扰动可以是或 。求无阻尼振动系统固有频率的重要准则 。对于线性系统，叠加原理成立，即各鼓励力共同作用所引起的系统稳态响应为各鼓励力单独作用时引起的系统各稳态响应的。通常状况下两自由度系统的质量矩阵[M]与刚度矩阵[K]都是 矩阵即有[M]T

[M],[K]=两自由度系统有 个固有模态，n自由度系统有 个固有模态，即系统的固有模态数＝描述一个两自由度系统的运动，所需要的独立坐标数是确定的，唯一的，就是 ；但为描述系统运动可选择的坐标不是唯一的，且选取不同的坐标描述系统的运动，不会影响到 ，其固有特性不变。〔C〔C〕得分12345612345678910〔1.〕单项选择题〔102分〕1中振动系统的固有频率n＝〔〕〔1〕kA. m2kB. kA. m2kB. mkC. 2mkE.2 mD.0.5 m对于单自由有阻尼振动系统，下面那个图像是该系统发生振动时位移随时间变化的图像((A)(B)( D )计算图2系统的自由度数为〔 〕A.1 B.2 C.3 D.43m2

和弹簧k2

m1和弹簧k〔〔2〕〔3〕

组成的系统叫做〔〕A.位移传感器B.速度传感器C加速度传感器 D.主系统5机械导纳矩阵也叫做〔 〕A．动柔度矩阵B.阻抗矩阵C.机械阻抗矩阵D动刚度矩阵(2)多项选择题〔1021分，错选不得分〕一个单自由度系统都可以用这样一个理论模型来描述：它是由以下哪三个根本元件组成〔〕抱负的弹簧k B.抱负的阻尼c C.抱负的质量m D.抱负的固有频率nE.抱负的阻尼比线性系统自由振动的频率n

只与以下哪些因素有关()A.系统的质量m B.系统的弹簧k C.系统的阻尼系数c D.系统振动的初速度v0F.系统振动的初始加速度a0

E.系统振动的初始位移x0对于机械系统有三种典型的强迫振动的状况〔 〕系统本身的不平衡引起的强迫振动 B.简谐鼓励力作用下强迫振动C.根底运动引起的强迫振动 D支承运动引起的强迫振动构成系统的根本元素有〔〕惯性 B运动特性C.周期性D阻尼 E恢复性对于两自由度系统，从一般的广义坐标变换成其主坐标，不是可以任意确定的，它和以下哪些因素有关〔 〕得分A.系统的物理参数 B.表征系统自由振动特性的固有频率 C.表征系统自由振动特性的振型向量 D.系统的静平衡位置 E.系统发生振动的初始条件得分三、推断题〔151.5分〕广义坐标必需能完整地描述系统的运动〔〕有阻尼系统的自由振动，其位移是一个具有振幅随时间按指数衰减的简谐函数〔〕零阻尼状况只是抱负状况，实际上小阻尼总是不存在的〔〕简谐振动的重要特征是：简谐振动的加速度，其大小与位移成正比，而方向与位移相反，始终指向平衡位置〔〕全部表示周期振动的周期函数都可以开放成Fourier〔〕单自由度系统在简谐鼓励力作用下，系统将产生一个与鼓励力一样频率的简谐振动，〔〕在设计乐观隔振装置或消极隔振装置时所遵循的准则是一样的〔〕加速度传感器的固有频率至少要比最低测试频率小两倍〔〕对于两自由度系统，沿各个主坐标发生的运动将是对应于系统两个固有频率的简谐运动的叠加〔 〕两自由度系统在简谐鼓励的稳态响应不应是与鼓励力一样频率的简谐函数〔〕得分得分四、概念解释〔153〕消极隔振自由度阻尼比主坐标或固有坐标柔度影响系数dij得分得分五.计算题〔10〕五.计算题〔10〕4m1=2kg高度h=5mm=3kg的物体上,弹簧刚度k=50N/m。假设为弹性碰撞，且没有反弹。试确定系统由此而发生的自由振动。为简化计算，取重力加速度为10m/s^2.得分得分六、计算题〔10分〕某机器的振动规律为x0.4sint0.3cost(m，10rad/s。问此振动是否是简谐振动？并求该机器振动的振幅、周期、最大加速度和相位值。得分得分七、计算题〔10分〕一根带有两集中质量m和m 的无质量梁如以下图5所示考虑与弯曲变形相关的微小位移，1 2试列出系统的位移方程。〔5〕2023-2023学年第一学期期末考试试题答案及评分标准〔A卷〕机械振动学使用班级：08010741一、填空题〔共20分，每空1分〕其平衡位置作往复运动。动能，势能3个独立的坐标，自由度数为3 ,3n，3n－r 。阻尼对抑制系统共振频率近旁的运动有打算作用，而对系统在非共振频率的运动影响不大。初始位移 或 初始速度 。Tmax

Umax。总和。实对称 矩阵，即有[M]T

[M],[K][K]T2个固有模态，n 个固有模态，即系统的固有模态数＝系统的自由度数自由度数2；系统的性质二、请将正确的选项添入以下表格内〔共20分〕12345BCADA678910ABCABCABCDADEABC三、推断题〔共15分，每题1.5分〕1. 〔√〕2. 〔√〕3. 〔×〕总是存在的。4. 〔√〕5. 〔×〕6. 〔√〕7. 〔√〕8. 〔×〕比最高测试频率高两倍9. 〔×〕10.〔×〕四.概念解释〔共15分，每题3分〕消极隔振：为了削减外界振动对设备的影响而实行的隔振措施。度数。阻尼比：系统阻尼与临界阻尼之比值。标或固有坐标。d柔度影响系数

dijij：

xiFj只在j点作用一单位力时，在iiF五.计算题〔10分〕m与m1碰撞的这一时刻，作为时间的起点t0。这是m具有的速度2gh2*10*511v为：v 2gh2*10*511

10m/s

------〔2分〕0碰撞时，依据动量守恒原理，m与m1具有共同速度v为：0v mv0

2*104m/smmm123

-----------〔2分〕0取m与m1组成的系统的静平衡位置为参考0点，则刚碰撞时刻具有初始位移x：0kx k0

mg2*100.4

m 〔2分〕50 50n系统振动具有的固有频率：

kmkmm150233.16

-------〔2分〕则系统具有运动规律：

x(t)0.4*cos(3.16t)

sin(3.16t)

-〔2分〕六、计算题〔10分〕解该机器的运动规律是由两个同频率的简谐振动在同方向的合成所以该机器的振动也是该频率的简谐振动。 〔2分〕机器振动的振幅为AcoAcoAco2AsinAsin21 1 2 2 1 1 2 204cos.3cos902.4sin00.3sin9020.5102(m)

2 2

-----〔2分〕T机器振动的周期为

10

0.2s

------〔2分〕机器振动的最大加速度x 25102124948102ms2max机器振动的初相角

--〔2分〕1 1 AsinA1 1

0.4sin00.3sin90tan AAcos A

0.750.4cos00.3cos901 1 2 2 0.75即

-------------------〔2分〕七、解：令F1=1,F2=0，依据材料力学弯曲变形的挠度公式，得：l3 5l324EId d 24EI11 ，21

-----------〔3分〕48EI3EI5l3 48EI3EId令F1=0,F2=1，同理可得：1248EI[D] l48EI

d 48EI，48EI2 55 16

-------〔3分〕系统柔度矩阵为：故系统的位移方程：

〔2分〕y l3

48EI2 5 F1(t) 48EI

0.. 1

21 22y2

5 16F2(t) 0

m

2 〔2分〕试 卷 分 析2023/2023学年第一学期一、根本状况课程名称课程名称《机械振动学》学时32学分2任课教师常学芳命题教师常学芳阅卷教师常学芳考试方式闭卷考试时间2023.12.03期望分值75参与考试优参与考试优良及格班级 中 不及格 均分人数0801074148717139277.46“班级”一栏，对选修课难以确定选课学生的班级时，可改填为专业和年级；全校选修课此栏可不填写。三、试卷分析1、对出题的掩盖面、难度及侧重点的评价。〔注：以教学大纲为依据，是否符合大纲重点、难点和掩盖面，分析要具体明确，切忌空话套话〕振动的根本理论和对振动系统的根本的分析方法等，对振动学的根本概念的把握与运用，以