2025年大学机械设计制造（机械动力学）试题及答案

2025年大学机械设计制造（机械动力学）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共10题，每题3分)w1.机械动力学主要研究机械在力的作用下的（）。A.运动规律B.能量转换C.振动特性D.以上都是w2.当机械系统的等效质量增加时，其惯性（）。A.增大B.减小C.不变D.不确定w3.等效转动惯量与哪些因素有关（）。A.各构件的质量B.各构件的转动惯量C.构件的回转半径D.以上都是w4.机械系统的等效动力学模型中，等效质量（转动惯量）是根据（）来确定的。A.动能相等原则B.势能相等原则C.功率相等原则D.力相等原则w5.对于单自由度机械系统，其运动方程通常是（）。A.一阶微分方程B.二阶微分方程C.三阶微分方程D.四阶微分方程w6.当机械系统作加速运动时，其等效驱动力矩（）等效阻抗力矩。A.大于B.小于C.等于D.不确定w7.机械振动的类型不包括以下哪种（）。A.自由振动B.受迫振动C.随机振动D.自激振动w8.简谐振动的特点是（）。A.位移随时间按正弦规律变化B.速度随时间按余弦规律变化C.加速度与位移成正比且方向相反D.以上都是w9.机械系统的固有频率主要取决于（）。A.系统的刚度和质量B.系统的阻尼C.外界激励D.系统的工作环境w10.增大机械系统的阻尼可以（）。A.减小振动幅度B.提高系统稳定性C.改变系统固有频率D.A和B第II卷（非选择题共70分）二、填空题（每题3分，共15分）w11.机械动力学的研究内容包括机械的运动学、动力学以及（）。w12.等效质量（转动惯量）的计算是基于（）原理。w13.机械系统的运动方程式是描述系统（）与外力之间关系的方程。w14.自由振动的频率称为（）。w15.受迫振动的频率等于（）的频率。三、简答题（每题10分，共20分）w16.简述等效动力学模型的建立步骤。w17.说明影响机械系统振动的主要因素。四、分析题（每题15分，共30分）材料：某简单机械系统由两个构件组成，构件1质量为m1，转动惯量为J1，构件2质量为m2，转动惯量为J2。两构件通过传动比为i的传动机构连接。已知作用在构件1上的驱动力矩为M1，作用在构件2上的阻抗力矩为M2。w18.试推导该机械系统的等效动力学模型，包括等效质量（转动惯量）和等效力矩。w19.若该系统出现振动现象，分析可能导致振动的原因，并提出相应的改进措施。五、综合题（共5分）材料：有一机械系统在工作过程中出现了异常振动。通过测试发现其振动频率与外界某激励频率相近。已知该机械系统的固有频率为ωn=100rad/s，外界激励频率为ω=95rad/s。w20.分析该机械系统振动的类型，并说明理由。针对这种情况，提出至少一种解决振动问题的方法。答案：w1.D；w2.A；w3.D；w4.A；w5.B；w6.A；w7.C；w8.D；w9.A；w10.D；w11.振动；w12.动能相等；w13.运动；w14.固有频率；w15.外界激励；w16.先确定系统的自由度，分析各构件的运动和受力，根据动能相等原则计算等效质量（转动惯量），再根据功率相等原则计算等效驱动力矩和等效阻抗力矩。；w17.主要因素有系统的刚度、质量、阻尼，外界激励的频率和幅值等。刚度和质量影响固有频率，阻尼影响振动衰减，外界激励频率接近固有频率易引发共振。；w18.等效转动惯量Je=J1+J2/i²，等效质量（考虑平动）Me=m1+m2/i²。等效驱动力矩为M1，等效阻抗力矩为M2/i。推导过程：根据动能相等原则计算等效转动惯量和平动质量，再根据功率关系确定等效力矩。；w19.可能原因：构件质量分布不均、传动机构存在间隙、外界激励频率接近固有频率引发共振等。改进措施：优化构件质量分布、调整传动机构间隙、改变系统固有频率使其远离外界激励频率等