机械动力学基础考试题答案(1)知识讲解
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。
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. 机械运动的三要素是（）。
A. 力、速度、方向B. 力、位移、时间C. 速度、位移、时间D. 力、速度、加速度答案：C解析：机械运动的三要素是速度、位移和时间。
速度描述物体运动的快慢，位移描述物体位置的变化，时间则是物体运动的持续时间。
2. 以下哪个选项不是机械传动的类型？（）A. 齿轮传动B. 链传动C. 液压传动D. 电磁传动答案：D解析：机械传动主要包括齿轮传动、链传动、带传动和液压传动等。
电磁传动属于电气传动，不是机械传动的类型。
3. 机械效率是指（）。
A. 有用功与总功的比值B. 总功与有用功的比值C. 有用功与额外功的比值D. 额外功与总功的比值答案：A解析：机械效率是指有用功与总功的比值，它反映了机械在完成工作时能量的利用效率。
4. 以下哪个选项是机械运动的基本原理？（）A. 牛顿第一定律B. 牛顿第二定律C. 牛顿第三定律D. 所有选项都是答案：D解析：牛顿的三个运动定律都是描述机械运动的基本原理。
牛顿第一定律描述了物体的惯性，第二定律描述了力与加速度的关系，第三定律描述了作用力与反作用力的关系。
5. 以下哪个选项不是机械振动的类型？（）A. 简谐振动B. 阻尼振动C. 非线性振动D. 电磁振动答案：D解析：机械振动的类型主要包括简谐振动、阻尼振动和非线性振动。
电磁振动属于电磁学范畴，不是机械振动的类型。
6. 以下哪个选项是机械的组成部分？（）A. 连接件B. 传动件C. 执行件D. 所有选项都是答案：D解析：机械的组成部分包括连接件、传动件和执行件，它们共同构成了机械系统的基本框架。
7. 以下哪个选项是机械设计中考虑的因素？（）A. 材料选择B. 制造成本C. 工作环境D. 所有选项都是答案：D解析：在机械设计中，需要考虑的因素包括材料选择、制造成本、工作环境等，这些都是影响机械性能和可靠性的重要因素。
8. 以下哪个选项不是机械制造的工艺流程？（）A. 铸造B. 锻造C. 焊接D. 电子装配答案：D解析：机械制造的工艺流程主要包括铸造、锻造、焊接等。
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 )
机械基础考试题及答案
机械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. 速度、位移、加速度答案：D2. 机械效率是指（）。
A. 有用功与总功的比值B. 总功与有用功的比值C. 额外功与总功的比值D. 额外功与有用功的比值答案：A3. 以下哪种传动方式属于啮合传动（）。
A. 齿轮传动B. 带传动C. 链传动D. 摩擦传动答案：A4. 以下哪种材料属于金属材料（）。
A. 塑料B. 橡胶C. 陶瓷D. 钢答案：D5. 以下哪种润滑方式属于液体润滑（）。
A. 干摩擦B. 边界润滑C. 弹性流体润滑D. 半干摩擦答案：C6. 以下哪种机构属于四杆机构（）。
A. 滑块机构B. 曲柄摇杆机构C. 齿轮机构D. 凸轮机构答案：B7. 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. 轴瓦轴承答案：D8. 以下哪种材料属于非金属材料（）。
A. 钢B. 铜C. 铝D. 塑料答案：D9. 以下哪种传动方式属于摩擦传动（）。
A. 齿轮传动B. 带传动C. 链传动D. 摩擦传动答案：D10. 以下哪种机构属于凸轮机构（）。
A. 滑块机构B. 曲柄摇杆机构C. 齿轮机构D. 凸轮机构答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 以下哪些因素会影响机械效率（）。
A. 摩擦B. 材料C. 润滑D. 载荷答案：A、C、D12. 以下哪些材料属于合金材料（）。
A. 钢B. 铜C. 铝合金D. 塑料答案：A、C13. 以下哪些机构属于平面四杆机构（）。
A. 曲柄摇杆机构B. 双曲柄机构C. 双摇杆机构D. 曲柄滑块机构答案：A、B、C14. 以下哪些轴承属于滚动轴承（）。
A. 深沟球轴承B. 圆锥滚子轴承C. 推力球轴承D. 轴瓦轴承答案：A、B、C15. 以下哪些因素会影响齿轮传动的效率（）。
A. 齿轮材料B. 齿轮精度C. 齿轮润滑D. 齿轮载荷答案：A、B、C、D三、判断题（每题2分，共20分）16. 机械运动的三要素是速度、位移和时间。
第14章知识资料机械系统动力学(1)
2
m m (vv ) 等效质量：
n
e i 1
J
si
(i
v
)2
n
i 1
i
si
F F v 等效力：
n
e i 1
M（i vi )
(
iห้องสมุดไป่ตู้
si
v
)
c
osi
机械系统运动方程式的建立
等效构件为回转件时机械系统的运动方程简化式为：
经过推导，可得M以ed微 分 M形e式dt表示d的J e机2 械2 系统运动方程式为：
Wm a x
m2 J
20 π 202 0.3
0.52
max
m
(1
) 2
25.2
rad/s
m in
m (1
)
2
14.8
rad/s
ωmax发生在 32处；
ωmin 发生在
处。
五、试题自测及答案（1 、2、3、4）
1.一重力G1=450N的飞轮支承在轴径直径d＝80 mm的轴
承 上 ， 在 轴 承 中 摩 擦 阻 力 矩 作 用 下 ， 飞 轮 转 速 在 14s 内 从 200 r/min 均匀地下降到150 r/min。若在飞轮轴上再装上
以积分方式表示的机械系统运动方程式为：
F s
s0
e
ds
s s0
(Fd
Fr
)ds
1 2
mv2
1 2
m0v02
以上两个公式在具体应用时要看使用哪个方程更简单。
机器运转的速度波动
机器速度波动的原因是其驱动功与阻抗功并不时时相 等。或者说，其等效驱动力矩与等效阻力矩并不时时相等， 其转动惯量也不能随等效力矩作相应的变化，致使机器出 现盈功或亏功，产生速度的波动。
机械基础知识常用题库100道及答案
机械基础知识常用题库100道及答案一、机械原理1. 机器中运动的单元是（）。
A. 零件B. 构件C. 机构D. 部件答案：B。
解析：构件是机器中运动的单元。
2. 平面机构中，两构件通过面接触而构成的运动副称为（）。
A. 低副B. 高副C. 移动副D. 转动副答案：A。
解析：两构件通过面接触而构成的运动副为低副。
3. 平面机构中，两构件通过点或线接触而构成的运动副称为（）。
A. 低副B. 高副C. 移动副D. 转动副答案：B。
解析：两构件通过点或线接触而构成的运动副为高副。
4. 铰链四杆机构中，最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时，若取最短杆为机架，则机构为（）。
A. 双曲柄机构B. 曲柄摇杆机构C. 双摇杆机构D. 不确定答案：A。
解析：满足上述条件且取最短杆为机架时为双曲柄机构。
5. 凸轮机构中，凸轮与从动件的接触形式为（）。
A. 高副B. 低副C. 移动副D. 转动副答案：A。
解析：凸轮机构中凸轮与从动件通过点或线接触，为高副。
二、机械设计6. 机械零件设计中，强度准则是指零件中的应力不得超过（）。
A. 许用应力B. 极限应力C. 屈服应力D. 强度极限答案：A。
解析：强度准则要求零件中的应力不得超过许用应力。
7. 在带传动中，带所受的最大应力发生在（）。
A. 紧边进入小带轮处B. 紧边离开小带轮处C. 松边进入大带轮处D. 松边离开大带轮处答案：A。
解析：带传动中最大应力发生在紧边进入小带轮处。
8. 链传动中，链节数最好取为（）。
A. 偶数B. 奇数C. 质数D. 任意数答案：A。
解析：链节数取偶数可避免使用过渡链节，使链条受力均匀。
9. 齿轮传动中，标准直齿圆柱齿轮的压力角为（）。
A. 15°B. 20°C. 25°D. 30°答案：B。
解析：标准直齿圆柱齿轮的压力角为20°。
10. 蜗杆传动中，蜗杆的头数一般为（）。
A. 1、2、4B. 1、2、3C. 1、3、4D. 2、3、4答案：B。
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（）。
机械基础考试试题及答案
机械基础考试试题及答案第一部分：选择题1.以下哪个物理量用于描述刚体运动的状态？ A. 速度 B. 加速度 C. 位移D. 力答案：B. 加速度2.以下哪个工具常用于测量长度？ A. 温度计 B. 量角器 C. 卷尺 D. 电流表答案：C. 卷尺3.当两个物体受到相互作用力时，作用力和反作用力的特点是？ A. 大小相等，方向相反 B. 大小不相等，方向相同 C. 大小不等，方向相反 D. 大小相等，方向相同答案：A. 大小相等，方向相反4.以下哪个是静摩擦力的特点？ A. 随着物体的质量增加而增加 B. 跟接触面积有关 C. 始终与运动方向相反 D. 随着表面粗糙度增加而减小答案：C. 始终与运动方向相反5.下面哪个是简单机械？ A. 螺纹钉 B. 电动机 C. 压缩机 D. 发电机答案：A. 螺纹钉第二部分：填空题1.简述小摩擦力与大摩擦力的区别：答：小摩擦力是物体在开始运动时的摩擦力，大摩擦力是物体已经运动时的摩擦力。
2.机械传动中使用的基本元件是___答：齿轮3.简述波浪状线的波长和振幅的关系：答：波长是波浪的长度，振幅是波浪的高度。
波长越长，振幅越大。
第三部分：问答题1.简述简单机械的作用及应用场景。
答：简单机械是指在不改变能量大小的情况下，通过改变力的方向和形式来改变力的大小和方向的机械设备。
其作用是可以减小力的大小、方向的改变等。
应用场景有：门窗铰链、螺纹钉、斜面等。
2.什么是摩擦力？它与物体的摩擦系数有何关系？答：摩擦力是两物体接触时由于互相作用力而产生的力。
摩擦系数是描述摩擦力大小的常数，它决定了摩擦力的大小和方向。
结语以上是机械基础考试的试题及答案，希望对您有所帮助。
祝您取得优异的成绩！。
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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。
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
1 3m
1 1
(K 2M )u 0
解得：
r1
u(1) 2
u(1) 1
3k m12 2k
5 1 0.618 2
r2
u(2) 2
u(2) 1
3k
m22 2k
1 2
5
1.618
主振型为
u(1)
u(1) 1
1
r1
u(1) 1
1 0.618
u(2)
u(2) 1
1 r2
u(1) 1
1 1.618
（2
分） （4）绘制振型图
3k m2 k m2 4k m2 =0
固有频率为1
k, mBiblioteka 2 3k , m3 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 6m
2 1
，
u2
1
1 2m
0
1
，
u3
1
学习资料
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
。
仅供学习与参考
学习资料
1 3
2
正则阵型矩阵 u
1
2
0
2 。
6m
1 3 2
(5 分)
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
第一个正则方程为
1 (t )
121 (t )
u(1) 1 0.618
（2 分）
仅供学习与参考
学习资料
u(2)
1
1.618
（2 分）
五、 解： 特征方程为
3k m2 k 0
k 2k m2
k
0 k 3k m2
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
2k
5k
（2）特征矩阵为：
3k m2 2k 0
2k 5k m2
(2 分) (2 分) （2 分）
展开得： m2 (2 )2 8km2 11k 2 0 解特征方程，求得固有频率
（1 分）
1 4 5
k 1.7639 m
k, m
2 4
5
k 6.2361 k
m
m
（2 分） 将求得的固有频率，代入
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
四、
解： （1） 系统振动微分方程为：
仅供学习与参考
学习资料
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
3k 2k
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)
仅供学习与参考
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) 。 3m
则原始坐标下的稳态响应为：
(5 分)