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沈 阳 大 学教 案课程名称 机械振动 编写时间:2009年8月20日授课章节第四章 二自由度系统振动的理论基础及工程实例 习题课目的要求掌握振动方程的一般形式及其矩阵表达式;质量矩阵的求解;掌握无阻尼二自由度系统自由振动的通解、固有频率和主振型的求解。重点难点质量矩阵的求解;无阻尼二自由度系统自由振动的通解、固有频率和主振型的求解。教案内容: 【复习】: 本章重点内容:1二自由度系统作用力方程的一般形式:矩阵表达式:二自由度系统位移方程的一般形式:矩阵表达式:2柔度矩阵与刚度矩阵的关系:3什么是弹性耦联和惯性耦联?通过弹性项的耦联,称方程组为弹性耦联;通过惯性项的耦联,称方程组为惯性耦联。4Mij为质量矩阵中的第i 行第j 列元素,称为惯性影响系数,它表示质体沿第j个坐标方向产生单位加速度(其它坐标方向上均不产生加速度)时,在第i 个坐标方向上需施加的力。 5无阻尼二自由度系统的频率方程式或特征方程式:展开后得到:则系统的固有频率为:大约需要1520分钟第 10 次 第 1 页沈 阳 大 学教 案(续页)课程名称 编写时间:20 年 月 日进而可求得与两阶固有频率相对应的两个物体振幅的比值,即系统的主振型:由上式知,当系统以wn1振动时,m1和m2的位移在零线的同侧,它们作同相振动;当系统以 wn2振动时,m1和m2的位移在零线的异侧,它们作异相振动。如图所示。原微分方程组的通解为两种主振型的叠加,即:若已知初始条件:则可求得:代入上面通解式中就可求得系统对初始条件的响应。第 10 次 第 2 页沈 阳 大 学教 案(续页)课程名称 编写时间:20 年 月 日重点讲解课后习题3844、50、513844. 方法(一):运用牛顿第二定律建立系统的振动微分方程式,再写成矩阵表达形式。 方法(二):直接建立质量矩阵和刚度矩阵,再写出二自由度系统作用力方程
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