机械动力学基础考试题答案(1)
机械动力学基础考试题答案
7、F0、 、m、c、k为已知实数且都不等于0的条件下，t为时间变量，运动微分方程 中的响应为单自由度有阻尼系统的自由振动。（错）
8、多自由度线性系统的固有振型之间一定存在着关于质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵的正交性。（错）
主要特性参数有：质量、刚度、阻尼。
（2）机械振动学研究的主要内容是什么？
主要研究外界激励（输入）、振动系统、响应（输出）三者之间的关系。
（3）试用数值说明阻尼对该振动系统的影响。
解：一方面使系统振动的周期略有增大，频率略有降低，即
另一方面使系统振动的振幅按几何级数衰减。
(4)什么是共振？在工程实际中机械系统共振时的突出表现是什么？
一、判断题
1、通常来说，线性振动系统的自由度数和固有频率数是相等的。（对）
2、振动系统的质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵与选取的广义坐标无关。（错）
3、单自由度弹簧振子在光滑水平面和铅垂平面做自由振动时，振动周期不相等。（错）
4、小阻尼单自由度系统的自由振动称为衰减振动。（对）
5、加大阻尼一定可以有效隔振ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ（错）
9、无阻尼振动系统的固有频率与系统的质量、弹簧刚度和所受外激励有关。（错）
10、对于能量无耗散的单自由度线性振动系统，在自由振动时系统的机械能守恒，采用能量法可直接得出系统的固有频率与运动微分方程。（对）
二、简答题
（1）简述机械振动的概念，并列出振动系统的主要特性参数有哪些？
所谓机械振动，是指物体（或物体系）在平衡位置（或平均位置）附近作来回往复的运动。
答：通常把激励频率与系统固有频率相等时称为共振。
机械振动系统的振幅显著增大。
合肥工业大学机械动力学基础试题(含部分答案)
②由动能定理可知： E = m1 x12
1 2
其中 x1 a , x2 b , 为杆转过的角度. J eq m1a 2 m2b2 再求等效刚度， keq x 2
1 2
1 2 1 2 2 kx2 kb keq kb2 2 2
④推导出用单元节点位移表示的单元应变、单元应力表达式，再利用虚功方程建立单元节 点力阵与节点位移列阵之间的关系，形成单元的刚度方程式。 ⑤根据系统的动能与势能，得到各单元的刚度矩阵和质量矩阵。 ⑥考虑整体结构的约束情况，修正整体刚度方程，求解单元节点的运动方程。 ⑦由单元节点的运动方程“装配”成为全系统的运动方程。 （6）简述机械系统的三要素及动力学模型。 （2012） 答：三要素：惯性、弹性、阻尼. 动力学模型：①集中参数模型,由惯性元件、弹性元件和阻尼元件等离散元件组成；②有 限单元模型，由有限个离散单元组成，每个单元则是连续的；③连续弹性体模型将实际结 构简化成质量和刚度均匀分布或按简单规律分布的弹性体. 3. 试求图示振动系统的运动微分方程和固有频率。 （图 3、图 5 作纯滚动）
不作用外载荷时的力矩平衡可列为： ∴系统固有频率为：
M J
eq
keq 0
keq J eq
kb 2 . m1a 2 m2b 2
③由于 m作纯滚动，则运动微分方程可表示为： J kx r 0 ，其中 J 为 m相对于接地 点的转动惯量， J
kk mx kx 0 ，即： mx 1 2 k3 cos 2 x 0 k1 k2
∴系统固有频率为：n
k m
k1k2 k3 cos 2 k k k (k k 2 ) cos 2 k1 k 2 . = 1 2 3 1 m m(k1 k 2 )
机械基础试题及答案
机械基础试题及答案一、选择题1. 以下哪个力对应的力矩为零？A. 垂直于力臂的力B. 与力臂平行的力C. 与力臂成45度角的力D. 与力臂成90度角的力答案：B2. 以下哪个物理量表示力矩的大小？A. 力的大小B. 力的方向C. 作用点到转轴的距离D. 转动的角度答案：C3. 飞机在飞行过程中，以下哪种力对其造成抵抗？A. 电磁力B. 重力C. 弹簧力D. 吸力答案：B4. 下列哪个方程可以计算简支梁的最大挠度？A. F=maB. E=mc^2C. F=kxD. δ=FL^3/48EI答案：D5. 下列哪个元件常用于调整流量的大小？A. 节流阀B. 水泵C. 气缸D. 齿轮答案：A二、填空题1. 根据力的定义，力等于物体的质量与________的乘积。
答案：加速度2. 以下哪个力可以使物体保持静止？答案：平衡力3. 机械的能量主要分为________和________能量。
答案：动能，势能4. 在斜面上，斜面与水平面的夹角越大，物体受到的重力分力越________。
答案：小5. 以下哪个公式用于计算功率？答案：功率=能量/时间三、简答题1. 什么是简支梁？简述简支梁的基本特点。
答：简支梁是一种常见的结构形式，其两端可以自由转动或滑动。
简支梁的基本特点是受力分布均匀，两端反力大小相等，且向上的力等于向下的力。
2. 请简要解释什么是杠杆原理。
答：杠杆原理指的是在平衡状态下，杠杆两边受力平衡，力矩相等。
即力乘以力臂的长度相等，即力矩的总和为零。
杠杆原理广泛应用于机械设计中，可以用于产生力矩、调节力的大小和方向等。
3. 请解释一下流体力学中的“波动”现象。
答：流体力学中的波动指的是流体中传播的液体或气体的物理现象。
波动可以是机械波或电磁波，具有一定的频率和振幅。
波动可以在流体中传播，同时也可以发生反射、折射和干涉等现象。
四、计算题1. 一根长度为2m的杠杆，两端分别放置了质量为5kg和8kg的物体。
该杠杆平衡时，质量为8kg的物体距离支点的距离是多少？答：根据杠杆平衡原理，质量乘以距离相等。
机械基础习题集答案
第一章静力学一、填空1、力对物体的作用效应取决于力的三要素，即力的力的大小、力的方向和力的作用点。
2、平衡是指物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态。
3、柔性约束对物体的作用力为沿柔体伸长的方向的_拉_力。
4、铰链约束分为__固定铰链__和_ 活动铰链__。
5、活动铰链的约束反力必通过_铰链中心__并与__支承面__相垂直。
6、固定铰链的约束反力是随转动零件所处的位置的变化而变化的，通常可用两个相互垂直的分力表示。
约束反力的作用线必定通过铰链的中心。
7、固定端约束反力一般情况下可分解为相互垂直的两个分力和一个阻止其转动的力偶矩。
8、力对物体的作用效果是使物体运动状态发生变化或使物体产生变形.。
9、平面汇交力系平衡的几何条件是_力多边形自行封闭_；平衡的解析条件是_力系中所有各力在两坐标轴上的投影的代数和分别为零___。
10、作用于物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力的作用点为该两力的作用点，合力的大小和方向用该两个分力为邻边所构成的平行四边形的对角线表示。
11、力偶对物体的转动效应取决于_力偶矩的大小_、_力偶的转向__和_力偶作用面的方位__三要素。
12、力偶是指_作用于同一物体上大小相等，方向相反，而作用线不在同一直线上的一对平行力_。
13、物体受到的力一般可分为两类，一类是使物体产生运动的力称为主动力；另一类是约束体对物体的运动起限制作用的力称为约束反力。
14、作用在刚体上各个力的作用线如果均在同一平面内，则这种力系称为平面力系；平面力系中如果各力的作用线都汇交于一点，这样的力系又叫做平面汇交力系；若平面力系中各力的作用线均相互平行，这种力系称为平面平行力系；作用在物体上的各力的作用线在同一平面内，若它们既不汇交于一点，又不相互平行，这样的力系称为平面任意力系。
15、平面汇交力系的合力对平面内任一点之矩等于该力系中各分力对同一点的力矩的代数和。
16、任意一个平面任意力系均可向物体内的任一点进行简化，简化结果得到○1一个主矢，它等于原力系中各力的矢量和，作用在简化中心；○2一个主矩，它等于原力系中各力对简化中心之矩的代数和。
机械学基础考试题及答案
机械学基础考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 机械运动的三要素是（）。
A. 速度、加速度、位移B. 速度、加速度、时间C. 速度、位移、时间D. 位移、加速度、时间答案：A2. 以下哪个不是机械振动的类型（）。
A. 简谐振动B. 阻尼振动C. 受迫振动D. 随机振动答案：D3. 以下哪个是刚体运动的类型（）。
A. 平移B. 旋转C. 平移和旋转D. 以上都是答案：D4. 以下哪个是平面运动的基本形式（）。
A. 平移B. 旋转C. 平面运动D. 以上都是答案：D5. 以下哪个是平面运动的合成（）。
A. 速度合成B. 加速度合成C. 速度和加速度合成D. 以上都是答案：D6. 以下哪个是平面运动的分解（）。
A. 速度分解B. 加速度分解C. 速度和加速度分解D. 以上都是答案：D7. 以下哪个是平面运动的相对性（）。
A. 速度的相对性B. 加速度的相对性C. 速度和加速度的相对性D. 以上都是答案：D8. 以下哪个是平面运动的独立性（）。
A. 速度的独立性B. 加速度的独立性C. 速度和加速度的独立性D. 以上都是答案：D9. 以下哪个是平面运动的叠加性（）。
A. 速度的叠加性B. 加速度的叠加性C. 速度和加速度的叠加性答案：D10. 以下哪个是平面运动的平行性（）。
A. 速度的平行性B. 加速度的平行性C. 速度和加速度的平行性D. 以上都是答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 以下哪些是机械振动的特点（）。
A. 周期性B. 重复性C. 可逆性答案：D12. 以下哪些是机械振动的分类（）。
A. 自由振动B. 受迫振动C. 阻尼振动D. 以上都是答案：D13. 以下哪些是刚体运动的特点（）。
A. 刚体上各点的运动相同B. 刚体上各点的运动不同C. 刚体上各点的运动轨迹相同D. 以上都是答案：A14. 以下哪些是平面运动的特点（）。
A. 速度和加速度的矢量性B. 速度和加速度的独立性C. 速度和加速度的叠加性D. 以上都是答案：D15. 以下哪些是平面运动的分类（）。
机械基础试题及答案
机械基础试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 机械运动中，通常所说的“三平移两转动”指的是：A. 平移、旋转、平移B. 旋转、平移、旋转C. 平移、平移、旋转D. 旋转、旋转、平移答案：B2. 在机械设计中，为了减少摩擦，通常采用的方法是：A. 增大接触面积B. 减小接触面积C. 增加润滑D. 增加摩擦系数答案：C3. 以下哪种材料不属于金属材料？A. 钢B. 铜C. 塑料D. 铝答案：C4. 机械运动中，若要实现直线运动，需要哪种机构？A. 曲柄滑块机构B. 齿轮机构C. 凸轮机构D. 连杆机构答案：A5. 在机械传动中，链条传动的主要缺点是：A. 传动平稳B. 传动效率高C. 噪音大D. 承载能力大答案：C6. 以下哪种轴承属于滑动轴承？A. 深沟球轴承B. 圆锥滚子轴承C. 推力球轴承D. 轴套答案：D7. 机械零件的疲劳破坏通常发生在：A. 最大应力处B. 最小应力处C. 应力集中处D. 材料缺陷处答案：C8. 以下哪种材料具有较好的耐腐蚀性？A. 碳钢B. 不锈钢C. 铸铁D. 铝合金答案：B9. 在机械设计中，为了提高零件的疲劳强度，可以采取的措施是：A. 增加零件的尺寸B. 减小零件的尺寸C. 表面强化处理D. 改变材料的化学成分答案：C10. 以下哪种机构可以实现间歇运动？A. 连杆机构B. 齿轮机构C. 凸轮机构D. 曲柄滑块机构答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 机械运动中，常见的传动方式包括：A. 齿轮传动B. 链条传动C. 皮带传动D. 液压传动答案：ABCD2. 金属材料的力学性能主要包括：A. 强度B. 硬度C. 韧性D. 塑性答案：ABCD3. 机械零件的失效形式主要有：A. 疲劳破坏B. 过载破坏C. 磨损D. 腐蚀答案：ABCD4. 以下哪些因素会影响机械零件的疲劳强度：A. 材料的疲劳极限B. 零件的表面粗糙度C. 零件的尺寸D. 零件的几何形状答案：ABCD5. 机械设计中，提高零件耐磨性的措施包括：A. 选择耐磨材料B. 表面硬化处理C. 增加润滑D. 减小接触应力答案：ABCD三、判断题（每题1分，共10分）1. 机械运动中，平移和旋转是最基本的运动形式。
机械基础试题及答案解析
机械基础试题及答案解析一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 机械运动中最基本的运动形式是（）。
A. 平移运动B. 旋转运动C. 平面运动D. 螺旋运动答案：A2. 曲柄滑块机构中，曲柄的旋转运动通过滑块转化为（）。
A. 直线运动B. 旋转运动C. 摆动运动D. 往复运动答案：A3. 齿轮传动中，一对齿轮的齿数比与它们的转速比成（）。
A. 正比B. 反比C. 无关D. 无法确定答案：B4. 凸轮机构中，凸轮的轮廓曲线决定了（）。
A. 从动件的运动规律B. 凸轮的转速C. 凸轮的材质D. 凸轮的形状答案：A5. 四杆机构中，若最短杆与最长杆之和小于或等于其他两杆之和，则该机构为（）。
A. 双曲柄机构B. 曲柄摇杆机构C. 双摇杆机构D. 摇杆曲柄机构答案：C6. 机械效率是指（）。
A. 有用功与总功之比B. 总功与有用功之比C. 有用功与额外功之比D. 额外功与总功之比答案：A7. 机械零件的疲劳破坏通常发生在（）。
A. 最大应力处B. 最小应力处C. 应力集中处D. 材料缺陷处答案：C8. 滚动轴承的寿命是指在一定载荷下，轴承能够正常运转的（）。
A. 时间B. 距离C. 转速D. 温度答案：B9. 机械零件的接触应力通常采用（）来计算。
A. 弹性理论B. 塑性理论C. 断裂力学D. 疲劳理论答案：A10. 机械零件的疲劳强度设计中，通常采用（）作为设计依据。
A. 材料的屈服强度B. 材料的抗拉强度C. 材料的疲劳极限D. 材料的硬度答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 机械运动的类型包括（）。
A. 平移运动B. 旋转运动C. 摆动运动D. 复合运动答案：ABCD2. 齿轮传动的特点有（）。
A. 传动比准确B. 传动效率高C. 噪音大D. 可实现远距离传动答案：ABD3. 凸轮机构的优点包括（）。
A. 结构简单B. 制造方便C. 可以实现多种运动规律D. 传动平稳答案：ABC4. 机械效率的影响因素包括（）。
机械基础题库含参考答案
机械基础题库含参考答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、至少有一个齿轮的轴线的位置会发生改变的轮系被称为（）。
A、行星轮系B、定轴轮系C、复合轮系D、都不是正确答案：A2、能缓冲吸振，用于启动频繁的中小功率传动中的联轴器是（）。
A、弹性联轴器B、齿式联轴器C、凸缘联轴器D、套筒联轴器正确答案：A3、在一般传递动力的机械中，最常采用的带传动是（）传动。
A、同步带B、多楔带C、V带D、平带正确答案：C4、应用最为广泛的传动螺纹是（）。
A、普通螺纹B、矩形螺纹C、梯形螺纹D、锯齿形螺纹正确答案：C5、摩擦带传动是依靠（）来传递运动和功率的。
A、带的初拉力B、带的松边接力C、带和两轮接触面之间的摩擦力D、带的紧边拉力正确答案：C6、当键联接的强度不够时,可采用（）。
A、加一个销钉B、加一个双头螺栓C、加一个紧定螺钉D、双键正确答案：D7、确定许用应力时，对于脆性材料为（）极限应力，而塑性材料为（）极限应力。
A、比例、屈服B、强度、屈服C、比例、强度D、屈服、强度正确答案：B8、两力对某一刚体作用效应相同的充要条件是：A、两力大小相等，方向相同，且必须作用于同一点上B、两力矢相同C、两力大小相等，方向相同，作用在同一条直线上D、两力大小相等正确答案：C9、B型平键，b=14mm，h=9mm，L=125mm，正确的标记是（）。
A、键B 14×9B、键B 14×125C、键B 9×125D、键B 14-9正确答案：B10、以下不属于滑动轴承优点的是（）。
A、抗冲击，工作平稳B、摩擦阻力小、起动灵敏C、高速性能好D、承载能力大正确答案：B11、能实现轴上零件的周向固定的是（）。
A、过盈配合B、轴套C、轴肩或轴环D、圆螺纹正确答案：A12、在行星轮系中，对行星轮起到支承作用的构件称为（）。
A、系杆B、中心轮C、行星轮D、太阳轮正确答案：A13、螺纹联接利用摩擦防松可采用（）。
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三、解应用杜哈美积分，分别计算
及 两个区间的响应。
当
时，计算系统的响应
当 时，大于 的部分，被积分函数为零，所以 1/4
2015 年机械动力学基础考试题答案(1)
四、
解： （1） 系统振动微分方程为：
Mx Kx 0
其中：
质量矩阵
M
m1
0
0 m
m2
0
0 m
刚度矩阵
K
k1 k2
k2
k2 k2 k3
m
m
将求得的固有频率，代入
(K 2M )u 0
解得：
r1
u(1) 2
u(1) 1
3k m12 2k
主振型为
5 1 0.618 2
r2
u(2) 2
u(2) 1
3k m22 2k
1 2
5
1.618
u(1)
u(1) 1
1
r1
u(1) 1
1 0.618
（4）绘制振型图
u(2)
u(2) 1
1 r2
则原始坐标下的稳态响应为：
x1 1
x2
=u
2
x3 3
1
1
2
6m
1
3 0 3
1
2
12
2
2
22
3
2
2
2
32 2
F1 sin(t) 6m
1
1
1
1 6m
2 1
F1 sin(t) + 6m 12 2
1 2m
0
1
F1
sin(t)+
2m 22 2
u(1) 1
1 1.618
（2
分）
u(1) 1 0.618
（2 分）
2/4
2015 年机械动力学基础考试题答案(1)
u(2)
1
1.618
五、 解： 特征方程为
3k m2 k 0
k 2k m2
k
0 k 3k m2
（2 分）
3k m2 2k m2 3k m2 k 2 k k 3k m2 3k m2 2k m2 3k m2 2k 2 3k m2 m24 5km2 4k 2
3k m2 k m2 4k m2 =0
固有频率为1
k, m
2
3k , m
3 2
k m
1 第一阶固有阵型为： u1 2
1
1
第二阶固有阵型为： u2 0
1
1 第三阶固有阵型为： u3 1
1
正则化的固有阵型为： u1
1
1 6m2 1 来自，u21
1 2m
0
1
，
u3
1
1 3m
1 1
F1
sin(t)
3m 32 2
1
3
2
12
2
22
2
32
2
=
F1 6m
12
2 2
32
2 2
sin(t)
12
1 2
22
3 2
32
2 2
(5 分)
4/4
第一个正则方程为
1 (t )
121 (t )
N1 (t )
，即
1 (t )
k m
1 (t )
F1 sin(t) ，利用单自由度系统 6m
在正弦激励作用下的响应公式有：
1 (t )
12
1
2
F1 sin(t) 。 6m
同理有
2
(t)
22
1
2
F1 2m
sin(t)
，
3
(t)
32
1
2
F1 sin(t) 。(5 分) 3m
3k 2k
2k
5k
（2）特征矩阵为：
3k m2
2k 0 （2 分）
2k 5k m2
(2 分) (2 分)
展开得： m2 (2 )2 8km2 11k 2 0 （1 分） 解特征方程，求得固有频率
1 4 5
k 1.7639 m
k, m
2 4
5
k 6.2361 k （2 分）
7、F0、 、m、c、k 为已知实数且都不等于 0 的条件下，t 为时间变量，运动微分方程
mx cx kx F0 sint 0 中的响应为单自由度有阻尼系统的自由振动。（错）
8、多自由度线性系统的固有振型之间一定存在着关于质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵的正 交性。（错） 9、无阻尼振动系统的固有频率与系统的质量、弹簧刚度和所受外激励有关。（错） 10、对于能量无耗散的单自由度线性振动系统，在自由振动时系统的机械能守恒，采用能量 法可直接得出系统的固有频率与运动微分方程。（对） 二、简答题 （1）简述机械振动的概念，并列出振动系统的主要特性参数有哪些？ 所谓机械振动，是指物体（或物体系）在平衡位置（或平均位置）附近作来回往复的运动。 主要特性参数有：质量、刚度、阻尼。 （2）机械振动学研究的主要内容是什么？ 主要研究外界激励（输入）、振动系统、响应（输出）三者之间的关系。 （3）试用数值说明阻尼对该振动系统的影响。 解：一方面使系统振动的周期略有增大，频率略有降低，即 另一方面使系统振动的振幅按几何级数衰减。 (4) 什么是共振？在工程实际中机械系统共振时的突出表现是什么？ 答：通常把激励频率与系统固有频率相等时称为共振。 机械振动系统的振幅显著增大。
2015 年机械动力学基础考试题答案(1)
一、判断题 1、通常来说，线性振动系统的自由度数和固有频率数是相等的。（对） 2、振动系统的质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵与选取的广义坐标无关。（错） 3、单自由度弹簧振子在光滑水平面和铅垂平面做自由振动时，振动周期不相等。（错） 4、小阻尼单自由度系统的自由振动称为衰减振动。（对） 5、加大阻尼一定可以有效隔振。（错） 6、自由度有阻尼系统的强迫振动，振幅最大发生在外激励频率与系统圆频率相等时。（错）
1 3m
1 1
。
3/4
2015 年机械动力学基础考试题答案(1)
1 3
2
正则阵型矩阵 u
1
2
0
2 。 (5 分)
6m
1 3 2
正则激励：
F1
N (t)
uT
0
sin(t)
0
1
1
6m
3 2
2 0
1
3
F1 0
sin(t
)
2
2
0
1
F1 6m
3
sin(t
)
2