习题一
1-1 机械动力学的研究内容及研究方法? 1-2 试举出几例工程中的动力学实例。
习题二
2-1 简述机械振动的分类。
2-2 简述动力学的要素和动力学模型。
2-3 判断下列振动是否为周期振动,若是求其周期
⑴ x(t)?cos5t?5sin3.5t ⑵ x(t)?cos2t?2cos21.6t ⑶ x(t)?3sin5t?cos5t
2-4 对图示系统进行模型化,将其物块连接在具有等效刚度的单个弹簧上,试求其等效刚度。
2-5 计算图示系统中扭转轴(空心)的扭转刚度。
2-6 图示齿轮齿条组成的系统,求其等效系统的等效质量和等效刚度。把x作为广义坐标,x为从系统的平衡位置起的位移。
习题三 3-1 阻尼对系统有何影响? 3-2 一质量为1kg的重物悬挂在弹簧上,伸长4mm,求系统得固有频率。 3-3 求图示系统在振动方向上的固有频率。 题3-3 图2 题3-3 图1 3-4 写出图示系统的运动微分方程,以x为广义坐标,求系统的固有频率。
??4x??16x?8sin?t, 3-5 一单自由度系统运动方程为?x求下列值:固有角频率?n;临界阻尼系数ccr;阻尼比?;静位移Xs;动位移幅值X;有阻尼固有频率?d;振动响应滞后于激励的相角?。
?(0)?0,试问 3-6 单自由度无阻尼系统,假定其初始条件全为零,即x(0)?x ⑴当外部激励F(t)?0,能产生振动吗?为什么?
⑵当从t?0时刻开始受到F(t)?F0sin?t的激励,能产生振动吗?为什么?
3-7 一台10000N重的机器支承在总刚度为40000N/m的弹簧上,它有一失衡的转动元件在3000转/分下形成800N的干扰力,假定??0.20。试建立系统的运动微分方程并求由失衡引起的运动振幅。 3-8 已知一单自由度系统,其自由振动的振幅在4个整周期后衰减到原来的20%,试计算系统的粘性阻尼比ξ。
3-9 铁路的缓冲器被设计成一个带有一黏性缓冲器和一弹簧并联,当这个缓冲器工作在一个20000kg的火车并有2?105N/m的刚度时,要使系统阻尼比为1.25时,问缓冲器的阻尼系数应为多少?
3-10 空火车的质量为4500kg,当题3-9中的缓冲器安装在空车时,问系统的固有频率和阻尼比是多少?
3-11 质量为45kg的机器固定在四个刚度为2?105N/m的并联弹簧上,当机器的运作频率为32Hz时,测得机器的稳态振幅为1.5mm,则激振力幅度有多大? 3-12 质量为120kg的机器固定在长为1.5m的简支梁中间跨上,梁的弹性模量为E?200?109N/m2,横截面惯性矩为I?1.53?10?6m4。在此系统机器上作用力幅为2000N的谐波激励测试该系统,试验记载的最大稳态振幅为2.5mm。试求系统的阻尼比。
3-13 用一自由振动测试装置测定一弹性构件的刚度和阻尼性质,构件上系有20kg的物块,移动物块1cm后释放,监测的振荡结果如图所示,求构件的k和c。
习题四
4-1求如图两自由度系统的固有频率和主振型,并作出振型图。
4-2 图示为一个三自由度系统,k1=3k,k2=2k,k3=k,k4=k,m1=2m,m2=1.5m,m3=m,求系统的固有频率与模态向量。
4-3 求图示系统的运动微分方程。
4-4 求图示系统中质量60kg的物块的稳态振幅,设F?t??250sin40t。
4-5 推导图示系统运动微分方程,令
?1和?2作为广义坐标。
习题五
5-1 简述振动控制的常用技术。 5-2 隔振技术的基本原理是什么? 5-3 减振技术的基本原理是什么? 5-4 如何设计隔振系统。 5-5 减振的材料如何选择。
5-6 对一质量为200kg,转速为100r/min的电扇,其隔振效率为81%,问所需的无阻尼隔振器的最大刚度是多少?
5-7 一质量为110kg的机器安装在刚度为3?106N/m的底座上,受到一个大小为1500N,频率为180rad/s的激励作用。设计一个无阻尼减振器,使得机器的稳态振幅为0,减振器质量块的稳态振幅小于3mm。