《2022年《机械振动》考试试题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年《机械振动》考试试题.docx（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载2022-2022中南高校考试试卷一、 填空题 （此题 15 分,每空 1 分）1、按不怜悯形进行分类,振动系统大致可分成,线性振动和（非线性振动 ）；（确定性振动 ）和随机振动；自由振动和（强迫振动 ）；周期振动和（瞬态振动 ）；（连续系统 ）和离散系统；2、惯性 元件、 弹性 元件、 阻尼 元件是离散振动系统的三个最基本元素；3、系统固有频率主要与系统的（质量 ）和（ 刚度 ）有关,与系统受到的鼓励无关；4、讨论随机振动的方法是（概率统计）,工程上常见的随机过程的数字特点有：（均值
2、）,（方差 ）,（自相关函数 ）和（ 相互关函数 ）；二、简答题 （此题 40 分,每道题 8 分）1、 简述机械振动的定义和系统发生振动的缘由；（10 分）答：机械振动是指机械或结构在它的静平稳位置邻近往复弹性运动；振动系统发生振动的缘由是由于外界对系统运动状态的影响,即外界对系统的鼓励或作用；2、 简述振动系统的实际阻尼、临界阻尼、阻尼比的联系与区分；答：实际阻尼是度量系统消耗能量的才能的物理量,阻尼系数 c 是度量阻尼的量；临界阻尼是c2enm =；阻尼比是 /ecc = （8 分）3、 共振详细指的是振动系统在什么状态下振动？简述其能量集聚过程？答：共振是指振动系统在鼓励频率约等于系统
3、的固有频率时的振动状态；在此过程中,鼓励力与阻尼力平稳,弹性力与惯性力平稳；即动能与势能相互转化,鼓励力供应阻尼消耗；4、 简述线性系统在振动过程中动能和势能之间的关系；（8 分）5、 简述刚度矩阵 K 中元素 kij 的意义；答：假如系统的第 j 个自由度沿其坐标正方向有一个单位位移,其余各个自由度的位移保持为零,为保持系统这种变外形态需要在各个自由度施加外力,其中在第 i 个自由度上施加的外力就是 kij （ 8 分）三、运算题（ 45 分）3.1 、（10 分）求如图 1 所示的扭转系统的固有频率；图 1 3.2 、（15 分）如图 2 所示系统,轮子可绕水平轴转动,对转轴的转动惯量为
4、I ,轮缘绕有软绳,下端挂有重量为P 的物体, 绳与轮缘之间无滑动；在图示位置, 由水平弹簧维护平稳；半径 R与 a 均已知；1）写出系统的动能函数和势能函数；（5 分） 第 1 页,共 10 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载2 求系统的运动方程； （5 分）2）求出系统的固有频率； （5 分）a I o R k P 图 2 k 13.3 、求如图 3 所示的弹簧质量系统的固有频率和振型；（设
5、m 1m 3m ;m 22 ;k4k;k2k32 ;k 5k63 ; k ）20 分 图 3 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载202220XX年参考答案3.1 解：1）串联刚度2k t1 与 k t2 的总刚度：KK K2K1K2 系统总刚度：KK K22K3K1K3 系统固有频率：KK K22K3 也可用能量法,求得系统运动方程,即可得其固有频率 K1KII3.2 解：
6、取轮的转角为坐标,顺时针为正,系统平稳时1,00,就当轮子有转角时,系统有：ET1I21PR21IPR2222g2gIPR2（ s）U1 2a2 由d ETU0可知：IPR22ka2g即：nI2 kaR2（rad/s ）,故T2n2gPka2g2,3为广义坐标, 画出I1,I2,I 隔离体,依据牛顿3.3 解：1 以静平稳位置为原点,设I1,I2,I 的位移其次定律得到运动微分方程：I1 1k t112k t21k t232030 第 3 页,共 10 页 I22k t213I33k t332k t40细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - -
7、- - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -I1002It31优秀学习资料k欢迎下载 a00M0I20040 ;所以：002I3kt2001210kt1k t0Kkt2ktkkt31210kt3k t3kt4012系统运动微分方程可写为：M110 2K233或者采纳能量法：系统的动能和势能分别为ET1I121I2221I321k t321 232 1k t43232313222U1 k t 121 k t 1212k t1k t2112222222 k t2k t322k t3k t432k t212kt12求偏导也可以
8、得到M,K；1u 1cost,代入（ a）可得：2 设系统固有振动的解为：u 223u 3u 1K2Mu2k02k2I2 b c得到频率方程：2u32I02 k2 k4k0即：22k2I4I2010kIk2k2k2I40解得：25417k I和22 k I35417k所以：1517k I22k m4I将（ c）代入（ b）可得：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -2k5417kI2k5优秀学习资料
9、I欢迎下载017kIu 10kIk417k42k5ku2Iu 30k4I2 k2kIk0Iu 101 1.78 1 1 第 5 页,共 10 页 I和k2k2k4 Iku 2Iu 30k2 k2kI解得：u 11:u21:u311:1.78:1；:1）-1 0 1 （or u 11:u 21:u311:3417u 12:u22:u321: 0 :1；令u3u 13:u23:u331:0.28:1；:1）1 （or u 11:u 21:u311:3417-0.281 1,得到系统的三阶振型如图：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
10、 - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载2022- 2022中南高校考试试卷一、填 空题 （此题 15 分,每空 1 分）1、 图 1 为线性系统,依据图 1 填空：1）图 1 所示的系统中,假如 C=0,就系统固有频率 n=（）,当 C 0 时,系统的阻尼比 =（）,当阻尼比 小于 1 时,系统的阻尼固有频率为（）；2）假如 Ft为简谐函数,就系统的响应由（）响应和（）响应两部分组成；3）假如 Ft=0,C=0,系统的振动称为（）其表达式为xt=（）；图 2 2、图 2 是一个线性系统,依据图 2 填空
11、：1） 该系统有 （）个自由度, 系统中的惯性元件包括（）,弹性元件包括 （）,阻尼元件是（）；2） 假如 Ft为周期函数,就系统的鼓励向量是（）,对应的响应向量是（）；系统微分方程通式为（）3） 假如系统的刚度矩阵为非对角矩阵,就微分方程存在 （）耦合, 求解微分方程需要解耦；二、 简答题 （此题 40 分,每道题 10 分）6、 在图 1 中,如 Ft=kAcos t,写出系统响应 xt通式 ,依据放大因子分析抑制系统共振的方法；（8分）7、 在图 1 中,假如 Ft为非周期函数且其傅里叶积分存在,有哪些求解系统响应的方式,并简述一种以上详细求解方法； （8 分）8、 在图 2 中,假如已
12、求出 x1、x2、x3,分析该系统作用在基础上的弹簧力,阻尼力及合力；（8 分）9、 分析多自由度系统的线性变换矩阵 u 包含有哪些信息；（8分）10、线性系统中 ,平稳随机鼓励与随机响应有哪些相互关联的数字特点,表述一个以上关联关系；（8 分）三、运算题（共 45 分）1、 求图 3 所示系统的等效刚度 5 分 ；图 3 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -2、 求图 4 所示系统的固有频率优秀
13、学习资料欢迎下载5 分；图 4 2、 在图 5 所示系统中, 摆锤质量为 m；摆杆长 l ,摆杆质量可以忽视；在距离铰链 O 距离为 a的地方,两侧都安装刚度为 k 的弹簧；假设系统做微幅摇摆,求系统的固有频率 10 分；提示：cos =1-+-.-1 k 2 4 2 k2！4！2 k ！图 5 3、 求图 6 所示系统的固有频率和固有振型 10 分；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -4、 求图
14、 7 所示系统的固有频率及振型优秀学习资料欢迎下载,并画出振型图15 分；其中：m 1m 3m;m 22m ；k 1k2k3k4k5k 6k ；图 7 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 10 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -优秀学习资料 欢迎下载机械振动基础 答案和评分细就：一、填空题 （此题 15 分,每空 1 分）1、1/2；C/2（mk）1/2； n/1- 21/2；1（m/k）稳态2）瞬态；3）自由振动； xt=Acos t
15、- 2、1）3；m1,m2,m3；k1,k2,k3；C1,C2,C3；” =Ft 2）0,0, Ft T； x1,x2,x3T；Mx +Cx+Kx3 弹性二、简答题 （此题 40 分, ,5 小题,每道题8 分）分 ）,1 、 写 出x通 式x=AH co s t- （ 3分 ）, 写 出 放 大 因 子 表 达 式 （ 2H1/n212/依据 H 正确分析（ 3 分）；2n22、写出“ 脉冲积分法,傅里叶变换法、拉普拉斯变换法” 中的两个（3 分）,分别写出对应求解公式xtthtFdXHFXsHsFs中的两个（ 2 分）,用文字表述0公式含义（ 3 分）；3、分析并写出弹簧力公式 F s k
16、 1x 1（3 分）,分析并写出阻尼力公式 F d c 1x 1（3 分） , 以矢量和写出合力 N F tr k 1 x 1 2 c 1 x 1 2（2 分）；4、u 中的 n 个列向量构成变换后的主坐标系（3 分）,每一列向量表示一种振型（2 分）,列向量数值反映同一振型下各坐标振幅比值和相位关系（3 分）；5、答出“ 均值、方差、相关函数（自相关、相互关）、功率谱（自谱、互谱） ” 得 6 分,写出一种以上关联关系（xH0 fSxH2SfHSfx/Sf ）得 2 分三、运算题1 分 =0 ,就当 m 有 转角时,系统的动能1、 5 分；运算过程正确2 分,结果正确给3 分；答案：keqk
17、 k t22k t1kt2、 （5 分）；写出动势能方程2 分,推出微分方程2 分,写出结果答案：取圆柱体的转角 为坐标,逆时针为正,静平稳位置时和势能函数为：E T1I221m r2I1Imr2220 第 9 页,共 10 页 222U1kr0可知：mr2kr2由d ETU细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -即：nIkr22优秀学习资料欢迎下载mr8 分,写出固有频率2 分；3、 （10 分）；写出系统方程答案：4、振动方程：d222ka2g05 分；dtml2l固有频率：2 2kagml2l10 分；写出 M 、K 矩阵 5 分；运算得到固有频率答案：5、15 分；写出 M 、K 矩阵 5 分；运算得到固有频率5 分；运算出振型向量并画出振型5 分；答案：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 10 页 - - - - - - - - -