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​ = 25 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 25 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 = 25 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
2.简单
k = 25 kN/mm = 8 kgx

一个 8 kg 的质量块悬挂在刚度为 25 kN/m 的弹簧上。忽略阻尼。 求固有频率 fn,以 Hz 计。

m = 8 kgk = 25 kN/m
fn = Hz
3.中等
tx20 mm5 个周期4.1 mm

在有阻尼质量–弹簧系统的自由振动试验中,位移峰值 20 mm 之后 5 个周期出现峰值 4.1 mm。 求阻尼比 ζ。

x0 = 20 mmx5 = 4.1 mmn = 5
ζ =
4.中等
tx50 mm3 个周期28.4 mm

在有阻尼质量–弹簧系统的自由振动试验中,位移峰值 50 mm 之后 3 个周期出现峰值 28.4 mm。 求阻尼比 ζ。

x0 = 50 mmx3 = 28.4 mmn = 3
ζ =
5.困难
k1​ = 80k2​ = 80k3​ = 30m = 25 kg

一个 25 kg 的质量块悬挂在弹簧 k₃ = 30 kN/m 上。k₃ 的上端连接在一根刚性杆上,该杆由并排的两根弹簧 k₁ = 80 kN/m 和 k₂ = 80 kN/m 悬挂;杆保持水平。 忽略阻尼以及弹簧和杆的质量。求竖向振动的固有频率 fn,以 Hz 计。

m = 25 kgk1 = 80 kN/mk2 = 80 kN/mk3 = 30 kN/m
fn = Hz
6.困难
k1​ = 25k2​ = 40m = 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 = 25 kN/m,下弹簧 k₂ = 40 kN/m。 求弹簧系统的等效刚度 keq,以 kN/m 计。

m = 5 kgk1 = 25 kN/mk2 = 40 kN/m
keq = kN/m

答案

  1. 1. fn = 3.153 Hz
  2. 2. fn = 8.897 Hz
  3. 3. ζ = 0.05038
  4. 4. ζ = 0.02999
  5. 5. fn = 5.059 Hz
  6. 6. keq = 15.38 kN/m

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