華南理工大學車輛工程2004級機械振動課程期終考試卷A答案

1、姓名 學號 學院 專業(yè) 座位號 ( 密 封 線 內(nèi) 不 答 題 )密封線線_ _ 誠信應考,考試作弊將帶來嚴重后果！ 華南理工大學期末考試 機械振動 試卷（A）注意事項：1. 考前請將密封線內(nèi)填寫清楚； 2. 所有答案請直接答在試卷上； 3考試形式：閉卷； 4. 本試卷共 大題，滿分100分，考試時間120分鐘。題 號一二三四五總分得 分評卷人一、填空題（本題共21分）1力學系統(tǒng)能夠發(fā)生振動必須具有 彈性 和 慣性 。（本小題2分）2系統(tǒng)的激勵是指 系統(tǒng)的外來干擾 ；響應是指 系統(tǒng)受外來干擾后的響應 。（本小題2分）3按響應類型可將振動分為 固有振動 、 周期振動 、 簡諧振動 、 混沌振動

2、和 隨機振動 五種類型。（本小題5分）4自由振動是指 系統(tǒng)受初始干擾后不再受外界激勵時所作的振動 。受迫振動是指 系統(tǒng)在隨時間變化的激勵作用下所作的振動 。（本小題2分）5已知庫侖阻尼產(chǎn)生的摩擦阻力，其中：N為接觸面正壓力，為摩擦系數(shù)，則其等效粘性阻尼系數(shù)。（本小題2分）6已知系統(tǒng)阻尼比為，則該系統(tǒng)得品質(zhì)因數(shù)Q=。（本小題1分）7主動隔振是指 通過減振裝置將振源與基礎隔離開來，以減少傳遞到基礎上的力的隔振方式，被動隔振是指 為避免機器振動對安裝在機器上的儀器設備的影響，而在機器和儀器之間配置減振裝置的隔振方式 。（本小題2分）8主振動指的是 無阻尼多自由度線性系統(tǒng)的單頻率自由振動 。（本小題1

3、分）9柔度影響系數(shù)fij是指 在系統(tǒng)廣義坐標j上作用單位外力，在廣義坐標i上產(chǎn)生的位移 。（本小題1分）10多自由度線性振動系統(tǒng)可能存在 慣性耦合 、 剛度耦合 、和 阻尼耦合 三種情況的坐標耦合。（本小題3分）二、選擇題（本題共18分，每小題3分）1已知單自由度系統(tǒng)的粘性阻尼系數(shù)為，在簡諧激振力作用下作受迫振動，穩(wěn)態(tài)響應為，則該系統(tǒng)粘性阻尼在一個穩(wěn)態(tài)振動周期內(nèi)所做的功（ A ）。（A） （B） （C） （D）2如圖所示對稱系統(tǒng)，在初始條件為，情況下，其自由振動頻率為（ A ）。（A） （B） （C） （D）題二、2圖3相平面上所有相軌跡都通過的奇點稱為（ A ）。（A）結點 （B）焦點 （C

4、）鞍點 （D）中心4單自由度線性系統(tǒng)在任意周期激勵力作用下的穩(wěn)態(tài)響應（ D ）。（A）是與激勵力周期不相同的周期振動（B）是與激勵力周期相同的簡諧振動（C）不再是周期振動（D）是系統(tǒng)在激勵力各次諧波分量分別作用下產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)響應的疊加5如圖所示系統(tǒng)，各圓盤轉(zhuǎn)動慣量相同，兩段軸的扭轉(zhuǎn)剛度皆為k，取圓盤相對慣性系的轉(zhuǎn)角為廣義坐標，則該系統(tǒng)（ A ）。（A）存在剛度矩陣，但不存在柔度矩陣（B）存在柔度矩陣，但不存在剛度矩陣（C）柔度矩陣和剛度矩陣均不存在（D）柔度矩陣是剛度矩陣的逆矩陣題二、5圖6多自由度線性系統(tǒng)的主振動滿足（ B ）。（A）每階主振動的動能和勢能之和保持不變，但不同階主振動能量可互相

5、交換（B）每階主振動的動能和勢能之和保持不變，不同階主振動能量互不交換（C）每階主振動的動能和勢能之和隨時間變化，不同階主振動能量可互相交換（C）每階主振動的動能和勢能之和隨時間變化，但不同階主振動能量互不交換三、計算題（本題共61分）1如圖所示由梁和重物構成的系統(tǒng)，梁的彎曲剛度EI=10104Nm2，重物的重量為2.7103N，l1=2m，l2=1m。梁的質(zhì)量忽略不計，試求系統(tǒng)的固有頻率。（本小題8分）解：由材料力學可知，如圖所示在靜力F作用下，梁自由端的撓度為：所以系統(tǒng)的剛度為：系統(tǒng)的固有頻率為：自由端撓度：題三、1圖2某測量設備及測量臺共重W=5000N，臺中央放置試驗裝置為偏心旋轉(zhuǎn)機構

6、，如圖所示。其偏心塊重量為G=0.1N，偏心距為e=8cm。測量臺用4個剛度為K=765N/cm的彈簧支承，其相對阻尼系數(shù)為。當偏心轉(zhuǎn)子以n=300r/min穩(wěn)速旋轉(zhuǎn)后進行測量。若測量時允許測量臺垂直振動速度的幅值為v=0.006cm/s以下，試問彈簧選用是否恰當？若臺重不變，試設計恰當?shù)膹椈蓜偠?。（本小題16分） 題三、2圖解：根據(jù)題義，振動臺垂直振動為：運動速度為：運動幅值為：其中：，令，可求得的取值范圍為：或所以：或根據(jù)可求得滿足要求的的取值范圍為：或 系統(tǒng)單個彈簧剛度K=765N/cm，在合理的取值范圍內(nèi)，選用恰當3如圖所示的箱子中懸掛的質(zhì)量彈簧系統(tǒng)處于靜平衡位置，箱子從高h處自由落下

7、。設箱子的質(zhì)量遠遠大于質(zhì)量m，因此忽略質(zhì)量m對箱子自由運動的影響，并且箱子落地之后無反彈。試求箱子落地后質(zhì)量自由振動的位移幅值。（本小題15分）解：建立箱子下落過程中，質(zhì)量m相對箱子的運動方程：如圖所示，設x為質(zhì)量m相對箱子的位移，并取平衡位置為坐標原點。設箱子的位移為y。則有：，式中：不計m對箱子自由運動的影響，則有：題三、3圖由卷積法求箱子下落過程，質(zhì)量m的相對運動式中：，脈沖相應函數(shù)：初始條件：解得：確定箱子落地后，m自由振動的初始條件由自由落體可知箱子下落的時間t1為：箱子落地瞬間，m的相對位移和相對速度分別為：，同時落地瞬間，箱子的運動速度為：所以落地瞬間，質(zhì)量m的位移和速度分別為：，求箱子落地后，m自由振動的振幅4如圖所示系統(tǒng)，f(t)=F0sint，用模態(tài)疊加方法求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應。（本小題22分） 題三、4圖解：（1） 建立系統(tǒng)運動方程（2） 求