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文檔簡介
1、判斷題1、系統作與激振力同頻率的簡諧振動,振幅決定于激振力的幅值、頻率以及系 統本身的物理特性。 A. 對2、當初始條件為零,即 = =0 時,系統不會有自由振動項。 A. 錯3、隔振系統的阻尼愈大,則隔振效果愈好。A. 對4、任何系統只有當所有自由度上的位移均為零時,系統的勢能才可能為零。B.錯5、對于多自由度無阻尼線性系統,其任何可能的自由振動都可以被描述為 模態運動的線性組合。 對6、一個周期激振力作用到單自由度線性系統上,系統響應的波形與激振力的波 形相同,只是兩波形間有一定的相位差。 錯7、單自由度線性無阻尼系統的自由振動頻率由系統的參數確定,與初始條件無 關。 對8、多自由度振動系
2、統的運動微分方程組中,各運動方程間的耦合,并不是振動 系統的固有性質,而只是廣義坐標選用的結果。 對9、無阻尼振動的固有頻率只與質量和剛度有關,是系統的固有特性,與外界初 始激勵(初始條件)無關。 對10、對數衰減系數可以用來求阻尼比。 ( )A. 對11、單自由度系統在簡諧激勵力作用下, 系統將產生一個與激勵力相同頻率的簡 諧振動,但滯后一個相角。A. 對12、線性系統內各個激勵產生的響應是互不影響的。A. 對13、兩個同頻率的簡諧振動在同方向的合成運動是該頻率的簡諧振動。A. 對14、簡諧振動的加速度,其大小與位移呈正比,而方向與位移相反,始終指向平A.對衡位置15、所有表示周期振動的周期
3、函數都可以展開成Fourier 級數的形式。 B. 錯16、廣義坐標必須能完整地描述系統的運動。A. 對)對A.對對A. 對17、在欠阻尼和過阻尼的情況下,運動都將衰減為零。(18、對于無阻尼系統,速度超前位移 90 度。 ( )19、瑞利法的基礎是能量守恒定律。 ( ) A.20、有阻尼系統自由振動的頻率有可能是零。 ( )21、有阻尼系統自由振動的頻率有時大于無阻尼系統的固定頻率。() A. 對22、能量守恒定律可用于推導有阻尼系統和無阻尼系統的運動微分方程。( )A.對23、當質量塊在垂直方向振動時, 推導運動微分微分方程時都可以不計重力。 ( )A.對 24、對于單自由度系統而言, 無
4、論質量是在水平面還是在斜面上運動, 運動微分對A.對A.對A.對對對方程都是相同的。 A.25、在空氣中振動的系統可以看作是一個阻尼系統。( )26 無阻尼系統的振幅不隨時間變化。 ( )27、離散系統和集中參數系統是相同的。( ) A.28、廣義坐標不一定是笛卡爾坐標。( ) A.29、幾個不同位置質量的等效質量可以用動能等效得到。()30、簡諧運動是周期運動。( ) A.31、任意一個周期函數都可以展成傅里葉級數。() B. 錯32、初始擾動后,系統自由振動的頻率稱為固有頻率。()A. 對33、疊加原理適用于線性與非線性系統。 ( )B.錯34、如果在振動過程中能量總是以某種方式不斷損耗,
5、 則系統可以被看作是有阻 尼的。 ( )A. 對A.對A.對扭轉系統振動的固有頻率等于 ,其中 , 分別表示扭簧的剛度和物體轉 動慣量。 A. 對 二、選擇題 無阻尼振動是等幅簡諧振動,其振幅、振動頻率(固有頻率)和初相位分別為A.初始位移為 ,初始速度為 0 的欠阻尼系統振幅為B.初始位移為 0,初始速度為的有阻尼系統的振幅為 C.對于阻尼常數為 c 的黏性阻尼來說,阻尼力為在扭轉振動中,位移用 來描述。 B. 角坐標阻尼比用阻尼常數和臨界阻尼常數可表示為 B.線性系統自由振動的頻率 與以下哪些因素有關 ( )A. 系統的質量 mB. 系統的彈簧 k質量為 ,剛度為 的系統,固有頻率為( )
6、。 B.、填空題 系統中間隔一個周期的兩個相鄰位移可以求的( 對數 )衰減系數。 瑞利法可以直接求出系統的( 固有 )頻率。 對數衰減系數表示有阻尼自由振動(振幅)衰減的快慢。簡諧振動的三要素是 振幅,頻率 . 初相位 。 機械運動是一種特殊形式的運動,在這種運動過程中,機械系統將圍繞( 靜平 衡)作(往復彈性 )運動。根據系統、激勵與響應的關系,常見的振動問題可以分為(振動設計 )、(系 統識別 )和( 環境檢測)三類基本課題。(臨界阻尼 )阻尼的性質有許多實際應用,比如在大型火炮中。 簡諧激勵下單自由度系統的響應由( 瞬態響應)和(穩態響應)組成。 系統的自由度是表明能夠描述系統各部分在任
7、一瞬時位置的獨立( 廣義坐標) 的最小數目。從能量的角度看, 慣性是保持( 動能)的元素,恢復性是貯存(勢能 )的元素, 阻尼是使能量散逸的元素。對于黏性阻尼和滯后阻尼,理論上運動可以永遠(停止 )。 ( 阻尼材料 ) 中心可有效地應用于網球拍。機械式鐘表是 ( 單) 擺的例子。 作簡諧運動的系統叫做(彈簧 )振子。 無阻尼系統的自由振動反映了 ( 動) 能和 ( 勢 ) 能不斷轉換。 剛度系數分別為 K1、K2 的兩串聯彈簧的等效剛度系是剛度系數分別為 K1、K2 的兩并聯彈簧的等效剛度系是K1+K2函數周期的各種頻率成分對應的振幅和相角的圖形表示稱為 A. 譜圖 按振動系統結構參數的特性分
8、類,振動可以分為 兩 類。 單擺的自由度是 _1。共振表明系統 _固有 _頻率與外部激勵頻率是一致的。 如果系統的振動取決于外部激勵,則稱為 _強迫 _振動。 如果系統的振動僅取決于初始擾動,則稱為 _自由 _振動。 系統的自由度表明能夠描述系統各部分在任一瞬間時位置的獨立 _坐標 _的最 小數目。完成一個運動循環的時間被稱為振動的 _周期 _。 系統的自由度表明能夠描述系統各部分在任一瞬間時位置的獨立 _坐標 _的最 小數目。具有有限自由度的系統稱為 _離散系統或集中參數系統 _系統。 連續系統或分布系統可以認為具有 _無限多 _個自由度。 兩簡諧運動到達某一相似位置時對應的角度差稱為 _相
9、位差 _ 兩簡諧運動具有相同的頻率被稱為 _同步運動 _。 單位時間內循環的次數被稱為振動的 _頻率 _。 完成一個運動循環的時間被稱為振動的 _周期 _。 如果加速度與位移成正比且方向指向中間位置,則運動被稱為 _簡諧運動 _ 。 振動系統包括彈簧、阻尼器和 _質量 _。沒有 _能量 _損失的振動為非衰減振動。 在 _激振頻率與系統固有頻率相等 _時系統會承受相當大的振動。初始位移為 ,初始速度為 的無阻尼系統的相角為 。有阻尼固有頻率可以用無阻尼固有頻率 表示為 。 四、問答題簡述線性系統在振動過程中動能和勢能之間的關系。 答:線性系統在振動過程中動能和勢能相互轉換,如果沒有阻尼,系統的動
10、能和勢能之和為常數。簡述剛度矩陣 K 的元素 的意義。答:如果系統的第 j 個自由度沿其坐標正方向有一個單位位移, 其余各個自由度的位移保持 為零,為保持系統這種變形狀態需要在各個自由度施加外力, 其中在第 i 個自由度上施加的 外力就是 kij 。什么是共振,并從能量角度簡述共振的形成過程。 答:當系統的外加激勵與系統的固有頻 率接近時候,系統發生共振;共振過程中,外加激勵的能量被系統吸收,系統的振幅逐漸加 大。簡述無阻尼固有頻率和阻尼固有頻率的聯系,用關系式說明。答: ,其中 是阻尼固有頻率, 是無阻尼固有頻率, 是阻尼 比。簡述確定性振動和隨機振動的區別, 并舉例說明。 答:確定性振動的
11、物理描述量 可以預測;隨機振動的物理描述量不能預測。比如:單擺振動是確定性振動,汽 車在路面行駛時的上下振動是隨機振動。五、計算題如圖所示系統中,已知 、 、 、 、 、 、 、 ,水平剛桿的質量忽略不計。以 的線位移為運動坐標,求系統的等效剛度 、等效質量 及固率頻有求下圖所示, 系統的固有頻率。 其中, , ,1 和 -1,求系如果 , ,質量塊 和 的初始位移分別是 統的響應。參考答案:由牛頓第二定律得,由題意:由特征方程得設如圖所示系統中,已知 、 、 、 、 、 、 、 ,水平剛桿的質量 忽略不計。以 的線位移為運動坐標,求系統的等效剛度 、等效質量 及固 有頻率 。參考答案:一個彈
12、簧 -質量系統, , , , ,求質 量塊的速度,位移和加速度。參考答案:根據式子:一臺重 9810N的機器別卷揚機以 2m/s 的速度勻速下放。吊機器的鋼絲繩直 徑為 0.01m。當放到繩長為 20m 時,卷楊機突然停止工作。求由此引起的機器 振動的周期和振幅。參考答案:質量為 的剛體由 4 個彈性支座支承。一個質量為 的物體由高度 處 落下,附著在剛體上沒有反彈。如果每個彈性支座的剛度為 ,求在如下情況下 系統的固有頻率; 沒有掉落時; 掉落后。并求出 情況下系統的響 應。a):無 m時,(b):(c):有 m時,落時,參考答案:設,即:一個簡諧振蕩器質量的最大速度為 10cm/s,震蕩周期為 2s。如果將物體在 初始位移為 2cm 的地方釋放,求:其振動的( a)振幅;( b)初始速度;( c) 加速度最大值;( d)相角。參考答案:設又又初位移為 0.02m , 即初速度:即時,即如圖所示,求放置在斜平面上的彈簧 -質量系統的固有振動頻率。參考答案:化簡后得:一輛質量為 2000kg的汽車在靜載條件下使其懸架彈簧產生了 0.02m 的變形 假設忽略阻尼影響,求汽車在垂直方向上的固有頻率。參考答案:一個螺旋彈簧,一端固定,在另一端施加 100N的力時能產生 10mm 的伸 長量。現將彈簧垂直放置,兩端剛性固定。在彈簧中點處懸掛一個質
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