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​ = 12 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 12 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 = 12 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
2.简单
k = 200 kN/mm = 20 kgx

一个 20 kg 的质量块悬挂在刚度为 200 kN/m 的弹簧上。忽略阻尼。 求固有角频率 ωn,以 rad/s 计。

m = 20 kgk = 200 kN/m
ωn = rad/s
3.中等
tx25 mm4 个周期0.6 mm

在有阻尼质量–弹簧系统的自由振动试验中,位移峰值 25 mm 之后 4 个周期出现峰值 0.6 mm。 求阻尼比 ζ。

x0 = 25 mmx4 = 0.6 mmn = 4
ζ =
4.中等
k = 40 kN/mζ = 0.6m = 150 kg

一个 150 kg 的质量块挂在刚度为 40 kN/m 的弹簧上,黏性阻尼器使阻尼比为 0.6。求其自由振动的有阻尼固有频率 fd,以 Hz 计。

m = 150 kgk = 40 kN/mζ = 0.6
fd = Hz
5.困难
k1​ = 50k2​ = 15m = 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 = 50 kN/m 和 k₂ = 15 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 = 50 kN/mk2 = 15 kN/m
fn = Hz
6.困难
k1​ = 15k2​ = 5m = 40 kg

一个 40 kg 的质量块悬挂在首尾相接(串联)的两根弹簧上:上弹簧 k₁ = 15 kN/m,下弹簧 k₂ = 5 kN/m。 求弹簧系统的等效刚度 keq,以 kN/m 计。

m = 40 kgk1 = 15 kN/mk2 = 5 kN/m
keq = kN/m

答案

  1. 1. fn = 4.551 Hz
  2. 2. ωn = 100 rad/s
  3. 3. ζ = 0.1468
  4. 4. fd = 2.079 Hz
  5. 5. fn = 8.115 Hz
  6. 6. keq = 3.75 kN/m

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