机械振动填空问答参考(力学)

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1、1、机械振动按不同情况进行分类大致可分成（线性振动）和非线性振动；确定性振动和（随机振动）；（自由振动）和强迫振动。2、周期运动的最简单形式是（简谐运动），它是时间的单一（正弦）或（余弦）函数。3、单自由度系统无阻尼自由振动的频率只与（质量）和（刚度）有关，与系统受到的激励无关。4、简谐激励下单自由度系统的响应由（瞬态响应）和（稳态响应）组成。5、工程上分析随机振动用（数学统计）方法，描述随机过程的最基本的数字特征包括均值、方差、（自相关函数）和（互相关函数）。6、单位脉冲力激励下，系统的脉冲响应函

2、数和系统的（频响函数）函数是一对傅里叶变换对，和系统的（传递函数）函数是一对拉普拉斯变换对。二、简答题（本题40分）1、什么是机械振动？振动发生的内在原因是什么？外在原因是什么？（7分）答：机械振动是指机械或结构在它的静平衡位置附近的往复弹性运动。（3分）振动发生的内在原因是机械或结构具有在振动时储存动能和势能，而且释放动能和势能并能使动能和势能相互转换的能力。（2分）外在原因是由于外界对系统的激励或者作用。（2分）2、从能量、运动、共振等角度简述阻尼对单自由度系统振动的影响。（12分）答：从能量角

3、度看，阻尼消耗系统的能力，使得单自由度系统的总机械能越来越小；（2分）从运动角度看，当阻尼比大于等于1时，系统不会产生振动，其中阻尼比为1的时候振幅衰减最快（4分）；当阻尼比小于1时，阻尼使得单自由度系统的振幅越来越小，固有频率降低，阻尼固有频率；（2分）共振的角度看，随着系统能力的增加、增幅和速度增加，阻尼消耗的能量也增加，当阻尼消耗能力与系统输入能量平衡时，系统的振幅不会再增加，因此在有阻尼系统的振幅并不会无限增加。（4分）3、简述无阻尼多自由度系统振型的正交性。（7分）答：属于不同固有频率的振

4、型彼此以系统的质量和刚度矩阵为权正交。其数学表达为：如果当时，，则必然有。4、用数学变换方法求解振动问题的方法包括哪几种？有什么区别？（7分）答：有傅里叶变换方法和拉普拉斯变换方法两种。（3分）前者要求系统初始时刻是静止的，即初始条件为零；后者则可以计入初始条件。（4分）5、简述刚度矩阵[K]中元素kij的意义。（7分）答：如果系统的第j个自由度沿其坐标正方向有一个单位位移，其余各个自由度的位移保持为零，为保持系统这种变形状态需要在各个自由度施加外力，其中在第i个自由度上施加的外力就是kij。(a)

5、主振型；(b)结点；(c)退化系统，拍振，振幅、频率和相位角。答案：一、（a）主振型：对于多自由度系统，系统存在多个固有频率，每个频率对应一种振动形态。各简谐振子进行同频率的谐和振动，同步地通过平衡位置，又同步地到达极端位置，这种振动称为主振动。在主振动中各质量的位移之比保持一个确定的关系，构成一个确定的振型，称为主振型或固有振型。（b）结点：（c）退化系统：拍振：这种振幅在最大值和最小值之间作周期性变化的现象叫做拍振。两个幅值相同，频率稍有差异的正弦波迭加后，幅值会有缓慢的周期性变化，称为拍振。振

6、幅：振动物体离开平衡位置的最大距离叫振动的振幅。振幅在数值上等于最大位移的大小。 频率：一秒钟内振动质点完成的全振动的次数叫振动的频率，其单位为赫(HZ)。相位角：某一物理量随时间(或空间位置)作正弦或余弦变化时，决定该量在任一时刻(或位置)状态的一个数值。一、填空（15分，每空1分）1．叠加原理在（A）中成立；在一定的条件下，可以用线性关系近似（B）。2．在振动系统中，弹性元件储存（C），惯性元件储存（D），（E）元件耗散能量。3．周期运动可以用（F）的（G）形式表示。4．根据系统、激励与响应的关

7、系，常见的振动问题可以分为（H）、（I）和（J）三类基本课题。5．随机振动中，最基本的数字特征有（K）、（L）、（M）；宽平稳随机振动过程指的是上述数字特征具有（N）特点；各态遍历过程是指任一样本函数在（O）的统计值与其在任意时刻的状态的统计值相等。二、简答题（45分）1．机械振动系统的固有频率与哪些因素有关？关系如何？（10分）2．简述机械振动系统的实际阻尼、临界阻尼、阻尼比的联系与区别。（10分）3．简述无阻尼单自由度系统共振的能量集聚过程。（10分）4.简述线性多自由度系统动力响应分析方法。（

8、10分）5.简述随机振动与确定性振动分析方法之间的不同点。（5分）一、填空（15分，每空1分）1．A：线性振动系统B：非线性关系2．C：势能D：动能E：阻尼3．F：简谐函数G：级数4．H、I、J：振动设计、系统识别、环境预测5．K、L、M：均值、方差、自相关函数和互相关函数N：与时间无关O：时域二、简答题（45分）1．机械振动系统的固有频率与哪些因素有关？关系如何？（10分）答：机械振动系统的固有频率与系统的质量矩阵（2分）、刚度矩阵（2分）和阻尼有关（1分）质量越大