《机械振动》课程期末考试卷答案_华南理工大学.doc

姓名 学号 学院 专业 座位号 ( 密 封 线 内 不 答 题 )密封线线_ _ 诚信应考,考试作弊将带来严重后果！ 华南理工大学期末考试 机械振动 试卷（A）注意事项：1. 考前请将密封线内填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3考试形式：闭卷； 4. 本试卷共 大题，满分100分，考试时间120分钟。题 号一二三四五总分得 分评卷人一、填空题（本题共21分）1力学系统能够发生振动必须具有 弹性 和 惯性 。（本小题2分）2系统的激励是指 系统的外来干扰 ；响应是指 系统受外来干扰后的响应 。（本小题2分）3按响应类型可将振动分为 固有振动 、 周期振动 、 简谐振动 、 混沌振动 和 随机振动 五种类型。（本小题5分）4自由振动是指 系统受初始干扰后不再受外界激励时所作的振动 。受迫振动是指 系统在随时间变化的激励作用下所作的振动 。（本小题2分）5已知库仑阻尼产生的摩擦阻力，其中：N为接触面正压力，为摩擦系数，则其等效粘性阻尼系数。（本小题2分）6已知系统阻尼比为，则该系统得品质因数Q=。（本小题1分）7主动隔振是指 通过减振装置将振源与基础隔离开来，以减少传递到基础上的力的隔振方式，被动隔振是指 为避免机器振动对安装在机器上的仪器设备的影响，而在机器和仪器之间配置减振装置的隔振方式 。（本小题2分）8主振动指的是 无阻尼多自由度线性系统的单频率自由振动 。（本小题1分）9柔度影响系数fij是指 在系统广义坐标j上作用单位外力，在广义坐标i上产生的位移 。（本小题1分）10多自由度线性振动系统可能存在 惯性耦合 、 刚度耦合 、和 阻尼耦合 三种情况的坐标耦合。（本小题3分）二、选择题（本题共18分，每小题3分）1已知单自由度系统的粘性阻尼系数为，在简谐激振力作用下作受迫振动，稳态响应为，则该系统粘性阻尼在一个稳态振动周期内所做的功（ A ）。（A） （B） （C） （D）2如图所示对称系统，在初始条件为，情况下，其自由振动频率为（ A ）。（A） （B） （C） （D）题二、2图3相平面上所有相轨迹都通过的奇点称为（ A ）。（A）结点 （B）焦点 （C）鞍点 （D）中心4单自由度线性系统在任意周期激励力作用下的稳态响应（ D ）。（A）是与激励力周期不相同的周期振动（B）是与激励力周期相同的简谐振动（C）不再是周期振动（D）是系统在激励力各次谐波分量分别作用下产生的稳态响应的叠加5如图所示系统，各圆盘转动惯量相同，两段轴的扭转刚度皆为k，取圆盘相对惯性系的转角为广义坐标，则该系统（ A ）。（A）存在刚度矩阵，但不存在柔度矩阵（B）存在柔度矩阵，但不存在刚度矩阵（C）柔度矩阵和刚度矩阵均不存在（D）柔度矩阵是刚度矩阵的逆矩阵题二、5图 试卷第 7 页 共 7 页6多自由度线性系统的主振动满足（ B ）。（A）每阶主振动的动能和势能之和保持不变，但不同阶主振动能量可互相交换（B）每阶主振动的动能和势能之和保持不变，不同阶主振动能量互不交换（C）每阶主振动的动能和势能之和随时间变化，不同阶主振动能量可互相交换（C）每阶主振动的动能和势能之和随时间变化，但不同阶主振动能量互不交换三、计算题（本题共61分）1如图所示由梁和重物构成的系统，梁的弯曲刚度EI=10104Nm2，重物的重量为2.7103N，l1=2m，l2=1m。梁的质量忽略不计，试求系统的固有频率。（本小题8分）解：由材料力学可知，如图所示在静力F作用下，梁自由端的挠度为：所以系统的刚度为：系统的固有频率为：自由端挠度：题三、1图2某测量设备及测量台共重W=5000N，台中央放置试验装置为偏心旋转机构，如图所示。其偏心块重量为G=0.1N，偏心距为e=8cm。测量台用4个刚度为K=765N/cm的弹簧支承，其相对阻尼系数为。当偏心转子以n=300r/min稳速旋转后进行测量。若测量时允许测量台垂直振动速度的幅值为v=0.006cm/s以下，试问弹簧选用是否恰当？若台重不变，试设计恰当的弹簧刚度。（本小题16分） 题三、2图解：根据题义，振动台垂直振动为：运动速度为：运动幅值为：其中：，令，可求得的取值范围为：或所以：或根据可求得满足要求的的取值范围为：或 系统单个弹簧刚度K=765N/cm，在合理的取值范围内，选用恰当3如图所示的箱子中悬挂的质量弹簧系统处于静平衡位置，箱子从高h处自由落下。设箱子的质量远远大于质量m，因此忽略质量m对箱子自由运动的影响，并且箱子落地之后无反弹。试求箱子落地后质量自由振动的位移幅值。（本小题15分）解：建立箱子下落过程中，质量m相对箱子的运动方程：如图所示，设x为质量m相对箱子的位移，并取平衡位置为坐标原点。设箱子的位移为y。则有：，式中：不计m对箱子自由运动的影响，则有：题三、3图由卷积法求箱子下落过程，质量m的相对运动式中：，脉冲相应函数：初始条件：解得：确定箱子落地后，m自由振动的初始条件由自由落体可知箱子下落的时间t1为：箱子落地瞬间，m的相对位移和相对速度分别为：，同时落地瞬间，箱子的运动速度为：所以落地瞬间，质量m的位移和速度分别为：，求箱子落地后，m自由振动的振幅4如图所示系统，f(t)=F0sint，用模态叠加方法求系统的稳态响应。（本小题22分） 题三、4图解：（1） 建立系统运动方程（2）