一、填空题(10分,每空2分)
(1)、平衡位置
(2)、非线性振动,非周期振动,连续系统 (3)、质量、弹簧、阻尼 (4)、线性
(5)、质量,弹簧刚度
二、判断题(10分,每题2分)
(1)、√ (2)、√ (3)、× (4)、√ (5)、×
三、简答题(20分,每题5分)
(1)、如何通过测量弹簧-质量系统的静变形求出系统的固有频率?
解:根据弹簧的静变形?s和质量块的重力mg相等,即k?s定km?g?mg,确
?s,代入固有频率公式,?n?kg?m?s。
(2)、名词解释:静力耦合(弹性耦合),动力耦合(惯性耦合)。 解:振动微分方程通过刚度项来耦合,即刚度矩阵非对角元素非零,称为静力耦合或弹性耦合。振动微分方程通过质量项来耦合,即质量矩阵非对角元素非零,称为动力耦合或惯性耦合
(3)、在周期激励作用下,把几个谐响应的总和作为系统响应的理论基础上什么?
解:叠加原理,即周期激励的响应等于各谐波分量引起响应的总和。
(4)、分别举例说明振动的危害和益处。 本题属于开放题。
四、计算题(15分)
某仪表模型如下图所示,刚性杆AO(质量可忽略)绕O点转动,杆长L?5cm。在A点有一集中质量m?0.025kg,拟在B点加一阻尼系统,其刚度k?4KN/m的弹簧和阻尼系数为c的阻尼器,l1?4cm。试求:系统经过2次循环后幅值减小40%,所需要的阻尼系数,且当OA杆初始偏角为5?,初始角速度为零,求系统做自由振动方程。
Ll1OcBkA
解:
(1)设刚杆在振动时的摆角为?,由刚杆的振动微分方程可建立系统的振动微分方程:
2???kl2? mL????cl12?122clkl11?????????0 (1) 22mLmL系统的无阻尼固有频率:
?n?l1k=320 rad/s Lm由
A115??可得对数减幅系数: A31-40%3??ln12A115?ln?0.2554A323
于是相对阻尼系数为
???(2?)??22?0.0406
根据方程(1)得:
cl122??n?mL2