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​ = 15 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 15 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 = 15 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
2.简单
k = 200 kN/mm = 10 kgx

一个 10 kg 的质量块悬挂在刚度为 200 kN/m 的弹簧上。忽略阻尼。 求固有频率 fn,以 Hz 计。

m = 10 kgk = 200 kN/m
fn = Hz
3.中等
tx20 mm4 个周期1.6 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 4 个周期出现峰值 1.6 mm。 求阻尼比 ζ。

x0 = 20 mmx4 = 1.6 mmn = 4
ζ =
4.中等
k = 25 kN/mζ = 0.4m = 50 kg

一个 50 kg 的质量块挂在刚度为 25 kN/m 的弹簧上,黏性阻尼器使阻尼比为 0.4。求其自由振动的有阻尼固有频率 fd,以 Hz 计。

m = 50 kgk = 25 kN/mζ = 0.4
fd = Hz
5.困难
k1​ = 60k2​ = 20m = 20 kg

一个 20 kg 的质量块悬挂在首尾相接(串联)的两根弹簧上:上弹簧 k₁ = 60 kN/m,下弹簧 k₂ = 20 kN/m。 求弹簧系统的等效刚度 keq,以 kN/m 计。

m = 20 kgk1 = 60 kN/mk2 = 20 kN/m
keq = kN/m
6.困难
k1​ = 20k2​ = 20m = 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 = 20 kN/m 和 k₂ = 20 kN/m。质量块保持水平。 求弹簧系统的等效刚度 keq,以 kN/m 计。

m = 25 kgk1 = 20 kN/mk2 = 20 kN/m
keq = kN/m

答案

  1. 1. fn = 4.07 Hz
  2. 2. fn = 22.51 Hz
  3. 3. ζ = 0.09999
  4. 4. fd = 3.262 Hz
  5. 5. keq = 15 kN/m
  6. 6. keq = 40 kN/m

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