机械系统动力学答案

机械系统动力学答案

5. 如何设计参数,使减振器效果最佳?

答:动力减振器视辅助质量与主质量联结方式不同分为:

ⅰ 有阻尼动力减振器(有弹性元件又有阻尼元件与主质量联结) ⅱ 无阻尼动力减振器(有弹性元件无阻尼元件与主质量联结) ⅲ 磨擦减振器(无弹性元件只有阻尼元件与主质量联结)

1)对无阻尼减振器(0ξ=)时:

()()22

1

222221st A u αλδλαλλα-=--- 当 ()21,0n A ωωαλ===即时只有减振器振动

(主系统实现减振)主系统共振危害大。通常令21,1n n ωωα==即 以消除主系统的共振

2)对有阻尼动力减振器(0ξ≠);

不同值ξ,不同幅频曲线,无论ξ为何值,所有曲线过P 和Q 点。 令该两点分别对应的频率 : 12;P Q λλ?? 要使振幅最大值尽可能小。减振器在整个频率范围内都有好的减振效果。 即:

111max st st st P Q A A A δδδ??????== ? ? ???????

按这条件推导减振器最佳参数:22,,k u m αξ→→

a.

即1,st P Q A δ??= ??? 12A u m ???

→??→选定 b.由

11u α=

+ 得 22:k u m αα?? c.由()23

3281P Q opt u

u ξξξ+==+ 得ξ

d.验算减振器弹性元件强度:由2A 验算减振器弹簧强度.

3) 对磨擦减振器

图中,无论阻尼比ξ为何值,各曲线都过Q 点(和P 点,0λ=处) 为使Q 点为最高点,求得最佳阻尼比:

opt

ξ=

机械系统动力学

机械系统动力学报告 题目:电梯机械系统的动态特性分析 姓名: 专业: 学号:

电梯机械系统的动态特性分析 一、课题背景介绍 随着社会的快速发展,城市人口密度越来越大,高层建筑不断涌现,因此,现在对电梯的提出了更高的要求,随着科技的进步,在满足客观需求的基础上,电梯向着舒适性,高速,高效的方向发展。在电梯的发展过程中,安全性和功能性一直是电梯公司首要考虑的因素,其中舒适性也要包含在电梯的设计中,避免出现速度或者加速度出现突变,或者电梯运行过程中的振动引起人们的不适。因此,在电梯的设计过程中,对电梯进行动态特性分析是十分必要的。 二、在MATLAB中编程、绘图。 通过同组小伙伴的努力,已经得到了该系统的简化模型与运动方程。因此进行编程: 该系统的微分方程:[][][]{}[]Q x k x c x M= + ? ? ? ? ? ? + ? ? ? ? ? ?? ? ? ,其中矩阵[M]、 [C]、[K]、[Q]都已知。 该系统的微分方程是一个二阶一元微分方程,在MATLAB中,提供有求解常微分方程数值解的函数,其中在MATLAB中常用的求微分方程数值解的有7个:ode45,ode23,ode113,ode15s,ode23s,ode23t,ode23tb 。 ode是MATLAB专门用于解微分方程的功能函数。该求解器有变步长(variable-step)和定步长(fixed-step)两种类型。不同类型有着不同的求解器,其中ode45求解器属于变步长的一种,采用Runge-Kutta

算法;和他采用相同算法的变步长求解器还有ode23。 ode45表示采用四阶,五阶Runge-Kutta单步算法,截断误差为(Δx)^3。解决的是Nonstiff(非刚性)常微分方程。 ode45是解决数值解问题的首选方法,若长时间没结果,应该就是刚性的,可换用ode23试试。 Ode45函数调用形式如下:[T,Y]=ode45(odefun,tspan,y0) 相关参数介绍如下: 通过以上的了解,并对该微分方程进行变换与降阶,得出程序。MATLAB程序: (1)建立M函数文件来定义方程组如下: function dy=func(t,y) dy=zeros(10,1); dy(1)=y(2); dy(2)=1/1660*(-0.006*y(2)+0.003*y(4)-0.0006*y(10)-1.27*10^7*y(1)+1.27*10^7*y (3)+2.54*10^6*y(9)); dy(3)=y(4); dy(4)=1/1600*(+0.03*y(2)-0.007*y(4)+0.003*y(6)+1.27*10^7*y(1)-7.274*10^8*y(3 )+1.27*10^7*y(5)); dy(5)=y(6);

研究生《机械系统动力学》试卷及答案

太原理工大学研究生试题 姓名: 学号: 专业班级: 机械工程2014级 课程名称: 《机械系统动力学》 考试时间: 120分钟 考试日期: 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 分数 1 圆柱型仪表悬浮在液体中,如图1所示。仪表质量为m ,液体的比重为ρ,液体的粘性阻尼系数为r ,试导出仪表在液体中竖直方向自由振动方程式,并求固有频率。(10分) 2 系统如图2所示,试计算系统微幅摆动的固有频率,假定OA 是均质刚性杆,质量为m 。(10分) 3 图3所示的悬臂梁,单位长度质量为ρ,试用雷利法计算横向振动的周期。假定梁的 变形曲线为?? ? ?? -=x L y y M 2cos 1π(y M 为自由端的挠度)。(10分) 4 如图4所示的系统,试推导质量m 微幅振动的方程式并求解θ(t)。(10分) 5 一简支梁如图5所示,在跨中央有重量W 为4900N 电机,在W 的作用下,梁的静挠度δst=,粘性阻尼使自由振动10周后振幅减小为初始值的一半,电机n=600rpm 时,转子不平衡质量产生的离心惯性力Q=1960N ,梁的分布质量略去不计,试求系统稳态受迫振动的振幅。(15分) 6 如图6所示的扭转摆,弹簧杆的刚度系数为K ,圆盘的转动惯量为J ,试求系统的固有频率。(15分) 7如图7一提升机,通过刚度系数m N K /1057823?=的钢丝绳和天轮(定滑轮)提升货载。货载重量N W 147000=,以s m v /025.0=的速度等速下降。求提升机突然制动时的钢丝绳最大张力。(15分) 8某振动系统如图8所示,试用拉个朗日法写出动能、势能和能量散失函数。(15分) 太原理工大学研究生试题纸

2015年系统动力学A卷试题

南京农业大学试题纸 2014-2015学年 第二学期 课程类型:选修 试卷类型:A 课程 系统动力学 班级 学号 姓名 成绩 一 填空(每空2分,共20分) 1 系统阶次是根据系统的 决定。 2 系统动力学模型中变量可分为 、 、辅助变量和常量等。 3 反馈的类型有 和 。 4 因果关系图与存量流量图的区别在于 。 5 状态变量在回路中的作用是 。 6 典型的速率结构与方程有 、 、 等。 二 简答题(共35分) 1 为什么要学习系统动力学方法?(4分) 2 因果回路图中回路的极性的判断依据是什么?分别举一个回路为正和负的因果回路图,其中变量的个数不少于3个。(7分) 3 从反馈的类型来看,系统的基本结构包括哪几种?(6分) 4 绘制S 形增长系统的行为模式及结构。(8分) 5 简述一阶正反馈(指数增长)系统的时间常数T 和倍增时间Td 的含义,推导出它们之间的关系式,并给出LEV(a+k*T)与LEV(a)之间的关系。(10分) 三 绘图题(15分) 假设一个系统只有羚羊和狮子两种动物。羚羊数量(POPULATION OF ANTELOPE, PA )由其出生速率(BRA)和死亡速率(DRA)共同决定,羚羊出生速率(BRA)又与羚羊数量(PA )、羚羊生育比例(FBA )有关,羚羊死亡速率(DRA)与羚羊数量(PA )、羚羊平均寿命(ALA)以及狮子数量(POPULATION OF LION, PL)有关;狮子数量(PL)由狮子的出生速率(BRL)和死亡速率(DRL)共同决定,影响狮子出生速率(BRL)的因素除了狮子生育比例(FBL )和狮子数量(PL )外,羚羊数量(PA )对其也有影响,狮子死亡速率(DRL)和狮子数(PL)、狮子平均寿命(ALL)有关,试绘制该系统因果回路图和存量流量图。 本试卷适应范围 物流121-124

中国矿业大学机械系统动力学实验指导书(实验报告)

《机械系统动力学》 实验指导书 编制机械系统动力学课程组 中国矿业大学机电工程学院机械设计系 2019年3月

图1 幅值判别法和相位判别法仪器连接图 实验:结构的固有频率与模态的测试 一、结构的固有频率测试 1.实验目的 1、学习机械系统固有频率的测试方法; 2、学习共振法测试振动固有频率的原理与方法;(幅值判别法和相位判别法) 3、学习锤击法测试振动系统固有频率的原理与方法;(传函判别法) 4、学习自由衰减振动波形自谱分析法测试振动系统固有频率的原理和方法。(自谱分析法) 2.实验仪器及安装示意图 实验仪器:INV1601B 型振动教学实验仪、INV1601T 型振动教学实验台、加速度传感器、接触式激振器、MSC-1力锤(橡胶头)。软件:INV1601型DASP 软件。 图2 传函判别法和自谱分析法仪器连接图

3.实验原理 对于振动系统,经常要测定其固有频率,最常用的方法就是用简谐力激振,引起系统共振,从而找到系统的各阶固有频率。另一种方法是用锤击法,用冲击力激振,通过输入的力信号和输出的响应信号进行传函分析,得到各阶固有频率。 1、简谐力激振 由简谐力作用下的强迫振动系统,其运动方程为: t F Kx x C x m e ωsin 0=++ 方程式的解由21x x +这二部分组成: ) sin cos (211t C t C e x D D t ωωε+=-式中21D D -=ωω1C 、2C 常数由初始条件决定 t A t A x e e ωωcos sin 212+=其中222222214)()(e e e q A ωεωωωω+--= 2222224)(2e e e q A ωεωωεω+-=,m F q 0=1x 代表阻尼自由振动基,2x 代表阻尼强迫振动项。自由振动项周期 D D T ωπ2=强迫振动项周期e e T ωπ2=由于阻尼的存在,自由振动基随时间不断地衰减消失。最后,只剩下后两项,也就是通常讲的定常强动,只剩下强迫振动部分,即 t q t q x e e e e e e e e ωωεωωεωωωεωωωωsin 4)(2cos 4)()(222222222222+-++--=通过变换可写成 ) sin(?ω-=t A x e 式中4 22222222214)1(/ωωεωωωe e q A A A +-=+= t e 图3阻尼强迫振动

机械动力学复习题

机械动力学复习试题 1、试求图1-1所示系统的等效弹簧常数,并导出其运动微分方程。 2、一无质量的刚性杆铰接于O ,如图2-1所示。试确定系统振动的固有频率,给出参数如下:k 1=2500磅/英寸(4.3782×105N/m ), K 2=900磅/英寸(1.5761×105N/m ), m=1磅*秒2/英寸(175.13kg ), a=80英寸 (2.03m), b=100英寸(2.54m )。 3、试求出图3-1所示系统的固有频率。弹簧是线性的,滑轮对中心0的转动惯量为I 。设R=2500磅/英寸(4.3782×105N/m ), I=600磅*英寸*秒2(67.79N*m*s 2), m=2.5磅*秒2/英寸(437.82kg ), R=20英寸(0.5/m ) 4、一台质量为M 的机器静止地置于无质量的弹性地板上,如图4-1所示。当一单位载荷作用于中心点时的挠度为x st 。今在机器上放有一总质量为ms并带有两个旋转的不平衡质量的振动器提供一铅垂的谐波力mlw 2sinwt ,这里,转动的频率w 是可以改变的。试说明怎样用此振动器来测定系统弯曲振动的固有频率。 2 k 图3-1 图2-1

5,、图5-1中所示的系统模拟一在粗糙道路上运动的车辆,速度为均匀,即V=常数。试计算其响应Z(t)和传给车辆的力。 图5-1 6,、试导出如图6-1所示系统的运动微分方程,并求解位移X1(t)。

7、转动惯量分别为I 1和I 2的两个圆盘安装在扭转刚度分别为GJ 1和GJ 2的圆轴上如图7-1。导出这两个圆盘的转动微分方程。 8、导出图8-1所示系统当θ为微小角时的运动微分方程。 图 6-1 GJ 1 GJ 2 1() t θ2()t θ M 2(t) M 1(t) I 1 I 2

《机械动力学》——期末复习题及答案

《机械动力学》期末复习题及答案1、判断 1.机构平衡问题在本质上是一种以动态静力分析为基础的动力学综合,或动力学设计。 答案:正确 2.优化平衡就是采用优化的方法获得一个绝对最佳解。 答案:错误 3.惯性力的计算是建立在主动构件作理想运动的假定的基础上的。 答案:正确 4.等效质量和等效转动惯量与机械驱动构件的真实速度无关。 答案:正确 5.作用于等效构件上的等效力(或等效力矩)所作的功等于作用于系统上的外力所作的功。答案: 错误 6.两点动代换后的系统与原有系统在静力学上是完全等效的。 答案:错误 7.对于不存在多余约束和多个自由度的机构,动态静力分析是一个静定问题。 答案:错误 8.摆动力的完全平衡常常会导致机械结构的简单化。 答案:错误 9.机构摆动力完全平衡的条件是:机构运动时,其总质心作变速直线运动。 答案:错误 10.等效质量和等效转动惯量与质量有关。 答案:错误 11.平衡是在运动设计完成之前的一种动力学设计。 答案:错误 12.在动力分析中主要涉及的力是驱动力和生产阻力。 答案:正确 13.当取直线运动的构件作为等效构件时,作用于系统上的全部外力折算到该构件上得到等效力。答案:正确 14.摆动力的平衡一定会导致机械结构的复杂化。 答案:错误 15.机器人操作机是一个多自由度的闭环的空间机构。 答案:错误 16.质量代换是将构件的质量用若干集中质量来代换,使这些代换质量与原有质量在运动学上等效答案:正确 17.弹性动力分析考虑构件的弹性变形。 答案:正确 18.机构摆动力矩完全平衡的条件为机构的质量矩为常数。 答案:错误

19.拉格朗日方程是研究约束系统静力动力学问题的一个普遍的方法。 答案:正确 20.在不含有变速比传动而仅含定速比传动的系统中,传动比为常数。 答案:正确 21.平衡分析着眼于全部消除或部分消除引起震动的激振力。 答案:正确 22.通路定理是用来判断能否实现摆动力完全平衡的理论。 答案:错误 23.无论如何,等效力与机械驱动构件的真实速度无关。 答案:正确 24.综合平衡不仅考虑机构在机座上的平衡,同时也考虑运动副动压力的平衡和输入转矩的平衡。答案:正确 25.速度越快,系统的固有频率越大。 答案:错误 26.平衡的实质就是采用构件质量再分配等手段完全地或部分地消除惯性载荷。 答案:正确 27.优化综合平衡是一个多目标的优化问题,是一种部分平衡。 答案:正确 28.机构摆动力完全平衡的条件为机构的质量矩为常数。 答案:正确 29.当以电动机为原动机时,驱动力矩是速度的函数。 答案:错误 30.为了使得等效构件的运动与机构中该构件的运动一致,要将全部外力等效地折算到该机构上这 一折算是依据功能原理进行的。 答案:正确 2、单选 1.动力学反问题是已知机构的(),求解输入转矩和各运动副反力及其变化规律。 A.运动状态 B.运动状态和工作阻力 C.工作阻力 D.运动状态或工作阻力 答案:B 2.平衡的实质就是采用构件质量再分配等手段完全地或部分地消除()。 A.加速度 B.角加速度 C.惯性载荷 D.重力 答案: C 3.摆动力的完全平衡常常会导致机械结构的()。 A.简单化

机器人复习题及参考答案

课程考试复习题及参考答案 机器人学导论 一、名词解释题: 1.自由度: 2.机器人工作载荷: 3.柔性手: 4.制动器失效抱闸: 5.机器人运动学: 6.机器人动力学: 7.虚功原理: 驱动: 9.电机无自转: 10.直流伺服电机的调节特性: 11.直流伺服电机的调速精度: 控制: 13.压电元件: 14.图像锐化: 15.隶属函数: 网络: 17.脱机编程: : 二、简答题: 1.机器人学主要包含哪些研究内容 2.机器人常用的机身和臂部的配置型式有哪些 3.拉格朗日运动方程式的一般表示形式与各变量含义 4.机器人控制系统的基本单元有哪些 5.直流电机的额定值有哪些 6.常见的机器人外部传感器有哪些 7.简述脉冲回波式超声波传感器的工作原理。 8.机器人视觉的硬件系统由哪些部分组成 9.为什么要做图像的预处理机器视觉常用的预处理步骤有哪些 10.请简述模糊控制器的组成及各组成部分的用途。 11.从描述操作命令的角度看,机器人编程语言可分为哪几类 12.仿人机器人的关键技术有哪些 三、论述题: 1.试论述机器人技术的发展趋势。 2.试论述精度、重复精度与分辨率之间的关系。 3.试论述轮式行走机构和足式行走机构的特点和各自适用的场合。 4.试论述机器人静力学、动力学、运动学的关系。 5.机器人单关节伺服控制中,位置反馈增益和速度反馈增益是如何确定的 6.试论述工业机器人的应用准则。 四、计算题:(需写出计算步骤,无计算步骤不能得分): 1.已知点u的坐标为[7,3,2]T,对点u依次进行如下的变换:(1)绕z轴旋转90°得到点v;(2)绕y 轴旋转90°得到点w;(3)沿x轴平移4个单位,再沿y轴平移-3个单位,最后沿z轴平移7个单位得到点t。求u, v, w, t各点的齐次坐标。

机械系统动力学试题

机械系统动力学试题 一、 简答题: 1.机械振动系统的固有频率与哪些因素有关?关系如何? 2.简述机械振动系统的实际阻尼、临界阻尼、阻尼比的联系与区别。 3.简述无阻尼单自由度系统共振的能量集聚过程。 4. 简述线性多自由度系统动力响应分析方法。 5. 如何设计参数,使减振器效果最佳? 二、 计算题: 1、 单自由度系统质量Kg m 10=, m s N c /20?=, m N k /4000=, m x 01.00=, 00=? x ,根据下列条件求系统的总响应。 (a ) 作用在系统的外激励为t F t F ωcos )(0=,其中N F 1000=, s rad /10=ω。 (b ) 0)(=t F 时的自由振动。 2、 质量为m 的发电转子,它的转动惯量J 0的确定采用试验方法:在转子径向R 1的地方附加一小质量m 1。试验装置如图2所示,记录其振动周期。 a )求发电机转子J 0。 b )并证明R 的微小变化在R 1=(m/m 1+1)·R 时有最小影响。 3、 如图3所示扭转振动系统,忽略阻尼的影响 J J J J ===321,K K K ==21 (1)写出其刚度矩阵; (2)写出系统自由振动运动微分方程; (2)求出系统的固有频率; (3)在图示运动平面上,绘出与固有频率对应的振型图。 1 θ(图2)

(图3) 4、求汽车俯仰振动(角运动)和跳振(上下垂直振动)的频率以及振 动中心(节点)的位置(如图4)。参数如下:质量m=1000kg,回转半径r=0.9m,前轴距重心的距离l1=0.1m,后轴距重心的距离l2=1.5m,前弹簧刚度k1=18kN/m,后弹簧刚度k2=22kN/m (图4) 5、如5图所示锻锤作用在工件上的冲击力可以近似为矩形脉冲。已知 工件,铁锤与框架的质量为m1=200 Mg,基础质量为m2=250Mg,弹簧垫的刚度为k1=150MN/m,土壤的刚度为k2=75MN/m.假定各质量的初始位移与速度均为零,求系统的振动规律。

机械动力学期末复习题及答案

机械动力学期末复习题及 答案 Prepared on 22 November 2020

《机械动力学》期末复习题及答案1、判断 1.机构平衡问题在本质上是一种以动态静力分析为基础的动力学综合,或动力学设计。 答案:正确 2.优化平衡就是采用优化的方法获得一个绝对最佳解。 答案:错误 3.惯性力的计算是建立在主动构件作理想运动的假定的基础上的。 答案:正确 4.等效质量和等效转动惯量与机械驱动构件的真实速度无关。 答案:正确 5.作用于等效构件上的等效力(或等效力矩)所作的功等于作用于系统上的外力所 作的功。答案:错误 6.两点动代换后的系统与原有系统在静力学上是完全等效的。 答案:错误 7.对于不存在多余约束和多个自由度的机构,动态静力分析是一个静定问题。 答案:错误 8.摆动力的完全平衡常常会导致机械结构的简单化。 答案:错误 9.机构摆动力完全平衡的条件是:机构运动时,其总质心作变速直线运动。

答案:错误 10.等效质量和等效转动惯量与质量有关。 答案:错误 11.平衡是在运动设计完成之前的一种动力学设计。 答案:错误 12.在动力分析中主要涉及的力是驱动力和生产阻力。 答案:正确 13.当取直线运动的构件作为等效构件时,作用于系统上的全部外力折算到该构件上得到等效力。 答案:正确 14.摆动力的平衡一定会导致机械结构的复杂化。 答案:错误 15.机器人操作机是一个多自由度的闭环的空间机构。 答案:错误 16.质量代换是将构件的质量用若干集中质量来代换,使这些代换质量与原有质量在运动学上等效 答案:正确 17.弹性动力分析考虑构件的弹性变形。 答案:正确 18.机构摆动力矩完全平衡的条件为机构的质量矩为常数。 答案:错误 19.拉格朗日方程是研究约束系统静力动力学问题的一个普遍的方法。

车辆系统动力学试卷

1、系统动力学有哪三个研究内容? (1)优化:已知输入和设计系统的特性,使得它的输出满足一定的要求,可称为系统的设计,即所谓优化。就是把一定的输入通过选择系统的特性成为最优化的输出。 (2)系统识别:已知输入和输出来研究系统的特性。 (3)环境预测。已知系统的特性和输出来研究输入则称为环境预测。 例如对一振动已知的汽车,测定它在某一路面上行驶时所得的振动响应值(如车身上的振动加速度),则可以判断路面对汽车的输入特性,从而了解到路面的不平特性。 车辆系统动力学研究的内容是什么? (1)路面特性分析、环境分析及环境与路面对车辆的作用;(2)车辆系统及其部件的运动学和动力学;车辆内各子系统的相互作用; (3)车辆系统最佳控制和最佳使用; (4)车辆-人系统的相互匹配和模型研究、驾驶员模型、人机工程等。 2、车辆建模的目的是什么? (1)描述车辆的动力学特性; (2)预测车辆性能并由此产生一个最佳设计方案; (3)解释现有设计中存在的问题,并找出解决方案。 车辆系统动力学涉及哪些理论基础? (1)汽车构造 (2)汽车理论

(3)汽车动力学 (4)信号与系统 在“时间域”及“频率域”下研究时间函数x(t)及离散序列 x(n)及系统特性的各种描述方式,并研究激励信号通过系统 时所获得的响应。 (5)自动控制理论 (6)系统辨识 (7)随机振动分析 研究随机振动中物理量的描述方法(相关函数、功率谱密度), 讨论受随机激励的振动系统的激励、系统特性、响应三者统 计规律性之间的关系。 (8)多体系统动力学 建立车辆系统动态模型的方法主要有哪几种? 数学模型 (1)各种数学方程式:微分方程式,差分方程,状态方程,传递函数等。 (2)用数字和逻辑符号建立符号模型—方框图。 3、路面不平度功率谱密度的表达式有几种?各有何特点?试举出2 种以上路面随机激励方法,并说明其特点。(10分) 路面功率谱密度的表达形式分为幂函数和有理函数两种 (1)路面不平度的幂函数功率谱密度 ISO/DIS8608和国家标准GB7031-1987《车辆振动输入路

机械动力学名词解释

连续介质力学 它是研究质量连续分布的可变形物体的运动规律,主要讨论一切连续介质普遍遵从的力学规律。例如,质量守恒、动量和角动量定理、能量守恒等。弹性体力学和流体力学有时综合讨论称为连续介质力学。 转子动力学 固体力学的分支。主要研究转子-支承系统在旋转状态下的振动、平衡和稳定性问题,尤其是研究接近或超过临界转速运转状态下转子的横向振动问题。转子是涡轮机、电机等旋转式机械中的主要旋转部件。 大朗贝尔原理 在质点受力运动的任何时刻,作用于质点的主动力、约束力和惯性力互相平衡。利用达朗贝尔原理,可将质点系动力学问题化为静力学问题来解决 模态分析是研究结构动力特性一种近代方法,是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械结构的固有振动特性,每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得,这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。这个分析过程如果是由有限元计算的方法取得的,则称为计算模记分析;如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数,称为试验模态分析。通常,模态分析都是指试验模态分析。振动模态是弹性结构的固有的、整体的特性。如果通过模态分析方法搞清楚了结构物在某一易受影响的频率范围内各阶主要模态的特性,就可能预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作用下实际振动响应。因此,模态分析是结构动态设计及设备的故障诊断的重要方法。 机器、建筑物、航天航空飞行器、船舶、汽车等的实际振动千姿百态、瞬息变化。模态分析提供了研究各种实际结构振动的一条有效途径。首先,将结构物在静止状态下进行人为激振,通过测量激振力与胯动响应并进行双通道快速傅里叶变换(FFT)分析,得到任意两点之间的机械导纳函数(传递函数)。用模态分析理论通过对试验导纳函数的曲线拟合,识别出结构物的模态参数,从而建立起结构物的模态模型。根据模态叠加原理,在已知各种载荷时间历程的情况下,就可以预言结构物的实际振动的响应历程或响应谱。

最新铁道车辆系统动力学作业及试题答案

作业题 1、车辆动力学的具体内容是研究车辆及其主要零部件在各种运用情况下,特别是在高速运行时的位移、加速度和由此而产生的动作用力。 2、车辆系统动力学目的在于解决下列主要问题: ①确定车辆在线路上安全运行的条件; ②研究车辆悬挂装置和牵引缓冲装置的结构、参数和性能对振动及 动载荷传递的影响,并为这些装置提供设计依据,以保证车辆高速、安全和平稳地运行; ③确定动载荷的特征,为计算车辆动作用力提供依据。 3、铁路车辆在线路上运行时,构成一个极其复杂的具有多自由度的振动系统。 4、动力学性能归根结底都是车辆运行过程中的振动性能。 5、线路不平顺不是一个确定量,它因时因地而有不同值,它的变化规律是随机的,具有统计规律,因而称为随机不平顺。 (1)水平不平顺; (2)轨距不平顺; (3)高低不平顺; (4)方向不平顺。 6、车轮半径越大、踏面斜度越小,蛇行运动的波长越长,即蛇行运动越平缓。 7、自由振动的振幅,振幅大小取决于车辆振动的初始条件:初始位移和初始速度(振动频率)。 8、转向架设计中,往往把车辆悬挂的静挠度大小作为一项重要技术指标。 9、具有变摩擦减振器的车辆,当振动停止时车体的停止位置不是一个点,而是一个停滞区。 10、在无阻尼的情况下共振时振幅随着时间增加,共振时间越长,车辆的振幅也越来越大,一直到弹簧全压缩和产生刚性冲击。 11、出现共振时的车辆运行速度称为共振临界速度 12、在车辆设计时一定要尽可能避免激振频率与自振频率接近,避免出现共振。 13、弹簧簧条之间要留较大的间距以避免在振动过程中簧条接触而出现刚性冲击 14、两线完全重叠时,摩擦阻力功与激振力功在任何振幅条件下均相等。 15、在机车车辆动力学研究中,把车体、转向架构架(侧架)、轮对等基本部件近似地视为刚性体,只有在研究车辆各部件的结构弹性振动时,才把他们视

《机械系统动力学仿真分析软件》

| 论坛社区 《机械系统动力学仿真分析软件》(MSC.ADAMS.2005.R2)R2 资源分类: 软件/行业软件 发布者: Coolload 发布时间: 2005-12-18 20:22 最新更新时间: 2005-12-19 07:04 浏览次数: 14548 实用链接: 收藏此页 eMule资源 下面是用户共享的文件列表,安装eMule后,您可以点击这些文件名进行下载 [机械系统动力学仿真分析软件].[$u]MSC.ADAMS.2005.R2.rar201.2MB [机械系统动力学仿真分析软 295.4MB 件].MSC_ADAMS_V2005_ISO-LND-CD1.iso [机械系统动力学仿真分析软185.0MB

件].MSC_ADAMS_V2005_ISO-LND-CD2.bin [机械系统动力学仿真分析软 6.5KB 件].Msc.Adams.v2005.Iso-Lnd-Cd1-Crack.rar 全选480.4MB eMule主页下载eMule使用指南如何发布 中文名称:机械系统动力学仿真分析 软件 英文名称:MSC.ADAMS.2005.R2 版本:R2 发行时间:2005年12月15日 制作发行:美国MSC公司 地区:美国 语言:英语 简介: [通过安全测试] 杀毒软件:Symantec AntiVirus 版本: 9.0.0.338 病毒库:2005-12-16 共享时间:10:00 AM - 24:00 PM(除 非线路故障或者机器故障) 共享服务器:Razorback 2.0 [通过安装测试]Windows2000 SP4 软件版权归原作者及原软件公司所 有,如果你喜欢,请购买正版软件

车辆系统动力学试卷

1、系统动力学有哪三个研究容? (1)优化:已知输入和设计系统的特性,使得它的输出满足一定的要求,可称为系统的设计,即所谓优化。就是把一定的输入通过选择系统的特性成为最优化的输出。 (2)系统识别:已知输入和输出来研究系统的特性。 (3)环境预测。已知系统的特性和输出来研究输入则称为环境预测。 例如对一振动已知的汽车,测定它在某一路面上行驶时所得的振动响应值(如车身上的振动加速度),则可以判断路面对汽车的输入特性,从而了解到路面的不平特性。 车辆系统动力学研究的容是什么? (1)路面特性分析、环境分析及环境与路面对车辆的作用; (2)车辆系统及其部件的运动学和动力学;车辆各子系统的相互作用; (3)车辆系统最佳控制和最佳使用; (4)车辆-人系统的相互匹配和模型研究、驾驶员模型、人机工程等。 2、车辆建模的目的是什么? (1)描述车辆的动力学特性; (2)预测车辆性能并由此产生一个最佳设计方案; (3)解释现有设计中存在的问题,并找出解决方案。 车辆系统动力学涉及哪些理论基础? (1)汽车构造 (2)汽车理论

(3)汽车动力学 (4)信号与系统 在“时间域”及“频率域”下研究时间函数x(t)及离散序列 x(n)及系统特性的各种描述方式,并研究激励信号通过系统 时所获得的响应。 (5)自动控制理论 (6)系统辨识 (7)随机振动分析 研究随机振动中物理量的描述方法(相关函数、功率谱密度), 讨论受随机激励的振动系统的激励、系统特性、响应三者统 计规律性之间的关系。 (8)多体系统动力学 建立车辆系统动态模型的方法主要有哪几种? 数学模型 (1)各种数学方程式:微分方程式,差分方程,状态方程,传递函数等。 (2)用数字和逻辑符号建立符号模型—方框图。 3、路面不平度功率谱密度的表达式有几种?各有何特点?试举出2 种以上路面随机激励方法,并说明其特点。(10分) 路面功率谱密度的表达形式分为幂函数和有理函数两种 (1)路面不平度的幂函数功率谱密度 ISO/DIS8608和国家标准GB7031-1987《车辆振动输入路面平

湖南大学 汽车系统动力学 试卷

诚信应考,考试作弊将带来严重后果! 湖南大学课程考试试卷

7、对于一个线性系统,输入为正弦波时,输出()保持不变 A 幅值 B 相位 C 频率 D 方向 8、对悬架动行程而言,在静平衡条件下,车轮与车身相对位移保持在正负2倍动行程以内的概率为()。 A 68.3% B 95.4% C 99.7% D 52.6% 9、两自由度基本操纵模型的最大问题是忽略了()的影响。 A 空气动力 B 转向系统 C 路面 D 簧载质量的侧倾运动 10、()是电动助力转向系统的基本控制方法。 A 回正控制 B 模糊控制 C 自适应控制 D 最优控制 二、判断题(总共10题,每题2分,共计20分) 1、车辆动力学分析中平衡条件是指稳定状态下车辆的基准条件。() 2、拉格朗日运动学普遍方程建立的基本依据是虚功率原理。() 3、离散化方法是车辆建模中对柔体处理常用方法。() 4、防滑系统工作时对每个车轮进行控制。() 5、半主动悬架中的阻尼系数只在几个离散值之间进行切换。() 6、就车辆乘坐舒适性来说,通常是以噪声、振动来描述。() 7、车辆运动过程中,轮胎主要受到纵向、侧向以及垂向三个方向的力。() 8、一般情况下,质心后移,稳定裕度减少,车辆将趋于过多转向。() 9、多刚体动力学分析方法将车辆各系统看作是由铰链和内力连接起来的刚体集合,在外力作用下产生运动。()

10、建立基本操纵模型的运动方程时,必须考虑车辆的加速度坐标系。 ( ) 三、填空题(总共10题,每题2分,共计20分) 1、汽车操纵动力学包含相互关联的两方面内容即操纵性和( )。 2、采用( )闭环系统是未来汽车系统动力学研究的趋势。 3、关于人体对振动的反应,首先可将振动输入按振动的幅值和频率、作用的( )、作用的时间进行分类。 4、分析汽车的操纵稳定性有两种基本方法:( )和( )。 5、轮胎设计有四大要素,即( )、轮廓(整体形状)、结构和材料。 6、车辆转向时,为获得左右不等的转向角,转向杆系构成的几何形状通常设计成不等边四边形,称为( )。 7、作用于车辆的外力和外力矩有两种,即( )和空气动力。 8、轮胎载荷的变化会引起地面接触印迹面积的变化,并导致( )和制动力的减少。 9、悬架与转向杆系运动关系不协调会引起( )的摆振。 10、轮胎经验模型是基于( )的递归分析上来表现出轮胎和路面间的力学特性的轮胎模型。 四、问答题(总共2题,每题20分,共计40分) 1、简述不足转向参数与车辆稳态转向特性的关系。若车辆系统特征方程为 022=++λλ,计算该系统的无阻尼固有频率、阻尼固有频率、阻尼比,并判断该系统是否稳定?(可画图说明)

2013机械动力学试题答案

一、判断题 1. 考虑效率时,等效力大小与效率值大小成反比。 2. 某机械的广义坐标数为5,则该机械的广义力一定少于5个。 3. 某机械系统自由度为4,那么其惯性系数33J 一定不小于零。 4. 定轴轮系在匀速转动时,等效力矩一定等于零。 5. 在考虑弹性时,铰链四杆机构中单元杆的节点变形数一定等于系统的节点变形数。 1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 二、如图所示机构在水平面上运转,件1为原动件,转角为?。已知杆1长 08.m l =,其绕A 点转动惯量A J 1=0.22kgm ,件2质量212.kg m =,其质心为2 B 点,杆3质量32kg m =,杆1受驱动力矩M ,杆3受力F 作用。试求: 1. 以件1为等效件建立机构动力学方程。 2. 该机构由静止起动时45?=,那么若20N F =,M 至少应大于多少才能启动机构。 3. 若20N F =,15Nm M =,求90?=时,?=? 解:1、?cos l S = ?ωsin 1 3 l v -=∴

?ωsin 1 3 Fl M v F M M v -=-= ()232212 1332 1 2 21sin ?ωω l m l m J v m v m J J A B A v ++=??? ? ??+???? ??+= 由 ???d dJ J M v v v 22 += 得: =-?sin Fl M () [ ]+++? ? 2 3221sin l m l m J A ()22 3 cos sin ? ?? l m 2、 2008450.sin M -??> 113.Nm M > 3、=-?sin Fl M () [ ]+++? ? 2 3221sin l m l m J A ()22 3 cos sin ? ?? l m 9342.rad ?=- 图示轮系中,轮4转角为4?,系杆转角为H ?,各件转动惯量: 210.4kgm J =,222361821.kgm .kgm J J J ===,,24506.kgm J J ==,205.kgm H J =。各轮齿数:120z =,2456030z z z ===,,3660z z ==,各件所受力矩大小:H 30Nm M =,14203Nm 0Nm M M ==,,640Nm M =,方向如图所示。忽略各件质量及重力,现选定H q ?=1,24q ?=,试求H ?。 解: 0=,1=21H H i i ,414201,i i ==, 11125322,i i = =,21223122,i i ==- , 616251 44 ,i i ==

电动力学 期末考试试题库 本

第一章 电磁现象的普遍规律 1) 麦克斯韦方程组是整个电动力学理论的完全描述。 1-1) 在介质中微分形式为 D ρ??=r 来自库仑定律,说明电荷是电场的源,电场是有源场。 0B ??=r 来自毕—萨定律,说明磁场是无源场。 B E t ???=- ?r r 来自法拉第电磁感应定律,说明变化的磁场B t ??r 能产生电场。 D H J t ???=+?r r r 来自位移电流假说,说明变化的电场D t ??r 能产生磁场。 1-2) 在介质中积分形式为 L S d E dl B dS dt =-??r r r r g g ? , f L S d H dl I D dS dt =+??r r r r g g ?, f S D dl Q =?r r g ?, 0S B dl =?r r g ?。 2)电位移矢量D r 和磁场强度H r 并不是明确的物理量,电场强E r 度和磁感应强度B r ,两者在实验上都能被测定。D r 和H r 不能被实验所测定,引入两个符号是为了简洁的表示电磁规 律。 3)电荷守恒定律的微分形式为0J t ρ ??+ =?r g 。 4)麦克斯韦方程组的积分形式可以求得边值关系,矢量形式为 () 210n e E E ?-=r r r ,()21n e H H α?-=r r r r ,()21n e D D σ?-=r r r ,() 210n e B B ?-=r r r 具体写出是标量关系 21t t E E =,21t t H H α-=,21n n D D σ-=,21n n B B = 矢量比标量更广泛,所以教材用矢量来表示边值关系。 例题(28页)无穷大平行板电容器内有两层线性介质,极板上面电荷密度为f σ±,求电场和束缚电荷分布。 解:在介质1ε和下极板f σ+界面上,根据边值关系1f D D σ+-=和极板内电场为0,0 D +=r 得1f D σ=。同理得2f D σ=。由于是线性介质,有D E ε=r r ,得

机械系统动力学

《机械系统动力学》 机械系统动力学中分析中的 仿真前沿 学院:机械工程学院 专业:机制一班 姓名:董正凯 学号:S12080201006

摘要 计算机及其相应技术的发展为建立机械系统仿真提供了一个有效的手段,机械系统动力学中的许多难题均可以采用仿真技术来解决,本文主要讲述了目前在机械系统动力学的分析中仿真技术主要的研究重点及其研究中主要存在的问题。 关键词:机械系统动力学仿真系统建模

机械系统动力学中分析中的仿真前沿 机械专业既是一个传统的专业,又是一个不断融合新技术、不断创新的专业。随着科技的发展,计算机仿真技术越来越广泛地应用在各个领域。基于多体系统动力学的机械系统动力学分析与仿真技术,从二十世纪七十年代开始吸引了众多研究者,已解决了自动化建模和求解问题的基础理论问题,并于八十年代形成了一系列商业化软件,到了九十年代,机械系统动力学分析与仿真技术更已能成熟应用于工业界。 目前的研究重点表现在以下几个方面: (1)柔性多体系统动力学的建模理论 多刚体系统的建模理论已经成熟,目前柔性多体系统的建模成了一个研究热点,柔性多体系统动力学由于本身既存在大范围的刚体运动又存在弹性变形运动,因而其与有限元分析方法及多刚体力学分析方法有密切关系。事实上,绝对的刚体运动不存在,绝对的弹性动力学问题在工程实际中也少见,实际工程问题严格说都是柔性多体动力学问题,只不过为了问题的简化容易求解,不得不化简为多刚体动力学问题、结构动力学问题来处理。然而这给使用者带来了不便,同一个问题必须利用两种分析方法处理。大多商用软件系统采用的浮动标架法对处理小变形部件的柔性系统较为有效,对包含大变形部件的柔体多体系统会产生较大仿真分析误差甚至完全错误的仿真结论。最近提出的绝对节点坐标方法,是对有限元技术的拓展和较大创新,在常规有限元中梁单元、板壳单元采用节点微小转动作为节点坐标,因而不能精确描述刚体运动。绝对节点坐标法则采用节点位移和节点斜率作为节点坐标,其形函数可以描述任意刚体位移。利用这种方法梁和板壳可以看作是等参单元,系统的质量阵为一常数阵,然而其刚度阵为强非线性阵,这与浮动标架法有截然不同的区别。这种方法已成功应用于手术线的大变形仿真中。寻求有限元分析与多刚体力学的统一近年来成为多体动力学分析的一个研究热点,绝对节点坐标法在这方面有极大的潜力,可以说绝对节点坐标法是柔性多体力学发展的一个重要进展。另外,各种柔性多体的分析方法之间是否存在某种互推关系也引起了人们的注意,如两个主要分析方法:浮动标架法、绝对节点坐标法之间是否可以互推?这些都具有重大理论意义。 另外柔性多体系统动力学中由于大范围的刚体运动与弹性变形运动相互耦合,采用浮动标架法时,即便是小变形问题,由于处于高速旋转仍会产生动力刚化现象。如果仅仅采用小变形理论,将产生错误的结论,必须计及动力刚化效应。动力刚化现象已成为柔性多体动力学的一个重要研究方面。如何利用简单的补偿方法来考虑动力刚化是问题的关键。 柔性多体系统动力学中关于柔性体的离散化表达存在三种形式:基于有限元分析的模态表达,基于试验模态分析的模态表达和基于有限元节点坐标的有限元列式。有限元列式由于大大地增加了系统的求解规模使其应用受到限制,因而一般采用模态分析方法,对模态进行模态截断、模态综合,从而缩减系统的求解规模。为了保证求解精度,同时又能提高求解速度如何进行模态截断、模态综合就成了一个关键问题。再者如何充分利用试验模态分析的结果也是一个关键性研究课题,这一方面的研究还不够深入。 柔性多体系统动力学可以计算出每一时刻的弹性位移,通过计算应变可计算计算出应力。由于一般的多柔体分析程序不具备有限元分析功能,因而柔性体的应力分析都是由有限元程序处理。由于可以计算出每个柔性体的应力的变化历

《机械动力学》期末复习题及答案

期末复习题 一、判断题(每小题2分,共30题,共60分) 1、机构平衡问题在本质上是一种以动态静力分析为基础的动力学综合,或动力学设计。(R ) 2、平衡是在运动设计完成之前的一种动力学设计。(F ) 3、平衡分析着眼于全部消除或部分消除引起震动的激振力。(R ) 4、优化平衡就是采用优化的方法获得一个绝对最佳解。(F ) 5、在动力分析中主要涉及的力是驱动力和生产阻力。(R ) 6、通路定理是用来判断能否实现摆动力完全平衡的理论。(F ) 7、惯性力的计算是建立在主动构件作理想运动的假定的基础上的。(R ) 8、当取直线运动的构件作为等效构件时,作用于系统上的全部外力折算到该构件上得到等效力。(R ) 9、无论如何,等效力与机械驱动构件的真实速度无关。(R ) 10、等效质量和等效转动惯量与机械驱动构件的真实速度无关。(R ) 11、摆动力的平衡一定会导致机械结构的复杂化。(F ) 12、综合平衡不仅考虑机构在机座上的平衡,同时也考虑运动副动压力的平衡和输入转矩的平衡( R) 13、作用于等效构件上的等效力(或等效力矩)所作的功等于作用于系统上的外力所作的功。(F ) 14、机器人操作机是一个多自由度的闭环的空间机构。( F) 15、速度越快,系统的固有频率越大。(F ) 16、两点动代换后的系统与原有系统在静力学上是完全等效的。(F ) 17、质量代换是将构件的质量用若干集中质量来代换,使这些代换质量与原有质量在运动学上等效(R) 18、平衡的实质就是采用构件质量再分配等手段完全地或部分地消除惯性载荷。( R) 19、对于不存在多余约束和多个自由度的机构,动态静力分析是一个静定问题。(F ) 20、弹性动力分析考虑构件的弹性变形。(R ) 21、优化综合平衡是一个多目标的优化问题,是一种部分平衡。(R ) 22、摆动力的完全平衡常常会导致机械结构的简单化。( F) 23、机构摆动力矩完全平衡的条件为机构的质量矩为常数。(F ) 24、机构摆动力完全平衡的条件为机构的质量矩为常数。(R ) 25、机构摆动力完全平衡的条件是:机构运动时,其总质心作变速直线运动。( F) 26、拉格朗日方程是研究约束系统静力动力学问题的一个普遍的方法。(R ) 27、当以电动机为原动机时,驱动力矩是速度的函数。( F) 28、等效质量和等效转动惯量与质量有关。(F ) 29、在不含有变速比传动而仅含定速比传动的系统中,传动比为常数。(R ) 30、为了使得等效构件的运动与机构中该构件的运动一致,要将全部外力等效地折算到该机构上, 这一折算是依据功能原理进行的。(R ) 二、单选题(每小题2分,共30题,共60分) 31、动力学反问题是已知机构的(B ),求解输入转矩和各运动副反力及其变化规律。 A、运动状态 B、运动状态和工作阻力 C、工作阻力 D、运动状态或工作阻力 32、动态静力分析应用于(C )。 A、动力学正问题 B、运动学正问题 C、动力学反问题 D、运动学反问题 33、设机构中的活动构件数位6,含低副数目为2,含高副数目为3,则构件的自由度数为( B)。 A、10 B、11 C、12 D、13 34、平衡的实质就是采用构件质量再分配等手段完全地或部分地消除(C )。 A、加速度 B、角加速度 C、惯性载荷 D、重力 35、长期以来人们用加配重使摆动力部分被平衡的方法来减小(D )。 A、速度 B、体积 C、摩擦 D、振动

相关文档
最新文档