机械振动练习卷(附答案)

免费可打印的机械振动练习卷:6 道题,从简单到考试水平,附答案。可打印或另存为 PDF。

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1.简单
kmδst​ = 2.5 mm未加载

一台机器放在弹簧支座上,支座在其重力作用下压缩 2.5 mm。视为无阻尼单自由度系统,取 g = 9.81 m/s²。求竖向振动的固有频率 fn,以 Hz 计。

δst = 2.5 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
2.简单
k = 4 kN/mm = 20 kgx

一个 20 kg 的质量块悬挂在刚度为 4 kN/m 的弹簧上。忽略阻尼。 求固有角频率 ωn,以 rad/s 计。

m = 20 kgk = 4 kN/m
ωn = rad/s
3.中等
tx12 mm2 个周期7.3 mm

在有阻尼质量–弹簧系统的自由振动试验中,位移峰值 12 mm 之后 2 个周期出现峰值 7.3 mm。 求阻尼比 ζ。

x0 = 12 mmx2 = 7.3 mmn = 2
ζ =
4.中等
k = 50 kN/mc = 670 N·s/mm = 100 kg

一个 100 kg 的质量块由刚度为 50 kN/m 的弹簧和阻尼系数为 670 N·s/m 的黏性阻尼器支承。求阻尼比 ζ。

m = 100 kgk = 50 kN/mc = 670 N·s/m
ζ =
5.困难
k1​ = 25k2​ = 30m = 25 kg

一个 25 kg 的质量块悬挂在并排(并联)的两根弹簧上,刚度分别为 k₁ = 25 kN/m 和 k₂ = 30 kN/m。质量块保持水平。 忽略阻尼和弹簧的质量。求竖向振动的固有频率 fn,以 Hz 计。

m = 25 kgk1 = 25 kN/mk2 = 30 kN/m
fn = Hz
6.困难
k1​ = 80k2​ = 50m = 5 kg

一个 5 kg 的质量块悬挂在首尾相接(串联)的两根弹簧上:上弹簧 k₁ = 80 kN/m,下弹簧 k₂ = 50 kN/m。 求弹簧系统的等效刚度 keq,以 kN/m 计。

m = 5 kgk1 = 80 kN/mk2 = 50 kN/m
keq = kN/m

答案

  1. 1. fn = 9.97 Hz
  2. 2. ωn = 14.14 rad/s
  3. 3. ζ = 0.03952
  4. 4. ζ = 0.1498
  5. 5. fn = 7.465 Hz
  6. 6. keq = 30.77 kN/m

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