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​ = 20 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 20 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 = 20 mmg = 9.81 m/s²
fn = Hz
2.简单
k = 8 kN/mm = 5 kgx

一个 5 kg 的质量块悬挂在刚度为 8 kN/m 的弹簧上。忽略阻尼。 求固有角频率 ωn,以 rad/s 计。

m = 5 kgk = 8 kN/m
ωn = rad/s
3.中等
k = 20 kN/mζ = 0.6m = 150 kg

一个 150 kg 的质量块挂在刚度为 20 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 = 20 kN/mζ = 0.6
fd = Hz
4.中等
tx25 mm2 个周期15.1 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 2 个周期出现峰值 15.1 mm。 求阻尼比 ζ。

x0 = 25 mmx2 = 15.1 mmn = 2
ζ =
5.困难
k1​ = 5k2​ = 40m = 50 kg

一个 50 kg 的质量块悬挂在并排(并联)的两根弹簧上,刚度分别为 k₁ = 5 kN/m 和 k₂ = 40 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 = 50 kgk1 = 5 kN/mk2 = 40 kN/m
fn = Hz
6.困难
k1​ = 40k2​ = 10k3​ = 5m = 5 kg

一个 5 kg 的质量块悬挂在弹簧 k₃ = 5 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 = 40 kN/m 和 k₂ = 10 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 = 5 kgk1 = 40 kN/mk2 = 10 kN/mk3 = 5 kN/m
fn = Hz

答案

  1. 1. fn = 3.525 Hz
  2. 2. ωn = 40 rad/s
  3. 3. fd = 1.47 Hz
  4. 4. ζ = 0.04009
  5. 5. fn = 4.775 Hz
  6. 6. fn = 4.799 Hz

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