机械振动基础经验

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机械振动知识点

机械振动知识点

机械振动知识点引言:机械振动是工程学中一个重要的研究领域,涉及到许多基础概念和技术。

在现代工程中,机械振动的理论和应用广泛存在于各个行业,为我们理解和应对振动问题提供了重要的参考。

本文将探讨机械振动的一些基本概念和相关知识点。

一、振动的定义和分类机械振动是指物体在受到外力作用后,发生周期性的来回运动。

振动可以分为自由振动和受迫振动两种形式。

自由振动是指系统在无外力作用下的振动,主要受到初始条件的影响。

受迫振动则是在外力作用下发生的振动,外力可能是周期性的或非周期性的,对物体的振动状态有影响。

二、振动的参数和描述方法了解机械振动的参数和描述方法对于研究和分析振动问题至关重要。

常见的振动参数包括振幅、周期、频率和相位等。

振幅是指物体在振动过程中达到的最大位移距离;周期是指物体完成一个完整振动周期所用的时间;频率是指单位时间内振动完成的周期数;相位表示物体当前位置相对于某一特定位置的相对位置关系。

通过这些参数的描述,我们能够更加准确地刻画振动的特征和性质。

三、单自由度系统的振动在机械振动研究中,单自由度系统是最基本的模型。

它是指一个物体在沿一个特定方向上的振动,如弹簧和质点的振动。

对于单自由度系统,可以通过求解微分方程来获得振动的解析解,进一步揭示振动的特性和规律。

其中,阻尼和劲度是单自由度振动最关键的参数,影响着振动的衰减和频率等特性。

四、多自由度系统的振动除了单自由度系统,还存在着多自由度系统的振动。

这类系统包含有多个振动部件,相互之间有耦合关系,振动会以不同的模态和频率发生。

因此,研究多自由度系统的振动需要考虑更多的因素和参数。

通过模态分析和矩阵计算等方法,我们可以得到多自由度系统的共振频率、模态形式和振动特性等信息。

五、振动控制和减振对于某些工程应用来说,振动可能是不可避免的,但我们可以采取一些措施来控制和减小振动的影响。

振动控制技术包括主动控制、被动控制和半主动控制等,通过对系统施加合适的力或刚度,可以改变振动的状态和特性。

机械振动基础

机械振动基础

机械振动基础1. 引言机械振动是工程中一个重要的概念,在各种机械设备中都会出现振动现象。

了解机械振动的基础知识对于设计、分析和维护机械系统都至关重要。

本文将介绍机械振动的基本概念、分类以及振动分析的方法。

2. 机械振动的概念机械振动是指机械系统中物体在某一参考点附近以往复运动的方式进行振荡。

振动可由外力引起,也可由机械系统本身的结构、弹性特性或制动装置等因素引起。

机械振动可分为自由振动和受迫振动两种形式。

自由振动是指机械系统在无外力作用下,自身的动力系统引起的振动。

受迫振动是指机械系统在外力作用下,强制性地以某种频率进行振动。

3. 机械振动的分类根据振动的特性和产生机制,机械振动可分为以下几类:3.1 自由振动自由振动是机械系统在无外力作用下,由于初位置、初速度或初形状等因素引起的振动。

在自由振动中,机械系统会按照一定的频率(固有频率)和振幅进行振动,直至最终停止。

3.2 受迫振动受迫振动是机械系统在外力作用下进行的振动。

外力的作用可能是周期性的,也可能是随机的。

受迫振动的频率与外力的频率相同或有一定的关系。

3.3 维持振动维持振动是指机械系统中某个部件受到外力作用后,振动会持续存在,没有衰减的现象。

维持振动往往是由于机械系统的频率与外力频率非常接近或相同。

3.4 阻尼振动阻尼振动是指机械系统在振动过程中,由于能量的损耗而逐渐减小振幅的过程。

阻尼可以分为线性阻尼和非线性阻尼两种形式。

4. 振动分析方法为了对机械系统中的振动进行分析和评估,需要采用相应的振动分析方法。

以下是几种常用的振动分析方法:4.1 振动传感器振动传感器是用来检测机械系统中的振动信号的装置。

常用的振动传感器包括加速度传感器、速度传感器和位移传感器等。

这些传感器能够测量机械系统中的振动信号,并将其转化为电信号供后续分析。

4.2 频域分析频域分析是一种将时域信号转换为频域信号的方法。

通过对振动信号进行傅里叶变换等数学处理,可以将振动信号转化为频谱图并分析其中的频率成分和幅值。

机械振动和机械波知识点复习及总结

机械振动和机械波知识点复习及总结

机械振动和机械波知识点复习一 机械振动知识要点1. 机械振动:物体(质点)在平衡位置附近所作的往复运动叫机械振动,简称振动条件:a 、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。

b 、阻力足够小。

回复力:效果力——在振动方向上的合力 平衡位置:物体静止时,受(合)力为零的位置: 运动过程中,回复力为零的位置(非平衡状态) 描述振动的物理量位移x (m )——均以平衡位置为起点指向末位置振幅A (m )——振动物体离开平衡位置的最大距离(描述振动强弱) 周期T (s )——完成一次全振动所用时间叫做周期(描述振动快慢) 全振动——物体先后两次运动状态(位移和速度)完全相同所经历的过程频率f (Hz )——1s 钟内完成全振动的次数叫做频率(描述振动快慢) 2. 简谐运动概念:回复力与位移大小成正比且方向相反的振动 受力特征:kx F -= 运动性质为变加速运动 从力和能量的角度分析x 、F 、a 、v 、E K 、E P 特点:运动过程中存在对称性平衡位置处:速度最大、动能最大;位移最小、回复力最小、加速度最小 最大位移处:速度最小、动能最小;位移最大、回复力最大、加速度最大✧ v 、E K 同步变化;x 、F 、a 、E P 同步变化,同一位置只有v 可能不同3. 简谐运动的图象(振动图象)物理意义:反映了1个振动质点在各个时刻的位移随时间变化的规律 可直接读出振幅A ,周期T (频率f ) 可知任意时刻振动质点的位移(或反之) 可知任意时刻质点的振动方向(速度方向) 可知某段时间F 、a 等的变化4. 简谐运动的表达式:)2sin(φπ+=t TA x 5. 单摆(理想模型)——在摆角很小时为简谐振动回复力:重力沿切线方向的分力 周期公式:glT π2= (T 与A 、m 、θ无关——等时性) 测定重力加速度g,g=224T Lπ 等效摆长L=L 线+r6. 阻尼振动、受迫振动、共振阻尼振动(减幅振动)——振动中受阻力,能量减少,振幅逐渐减小的振动 受迫振动:物体在外界周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动。

机械振动学基础知识振动系统的阻尼模态分析

机械振动学基础知识振动系统的阻尼模态分析

机械振动学基础知识振动系统的阻尼模态分析机械振动学是研究物体在受到外力作用下产生的振动现象的学科,涉及到机械工程、土木工程、航空航天工程等领域。

振动系统的阻尼模态分析是机械振动学中一个重要的研究方向,通过对振动系统的阻尼特性和模态特性进行分析,可以更好地理解系统的振动行为,为系统的设计和优化提供理论支持。

阻尼是振动系统中的一种能量损耗机制,它通过阻尼器将系统振动能量转化为热能或其他形式的能量耗散出去。

振动系统的阻尼可以分为线性阻尼和非线性阻尼两种。

线性阻尼是指振动系统的阻尼力与速度成正比,常见于摩擦力和液体阻尼等。

非线性阻尼则是指振动系统的阻尼力与速度的平方或更高次幂相关,常见于气体阻尼和某些复杂系统中的耗能机制。

在振动系统的阻尼模态分析中,首先需要确定系统的动力学方程。

这通常是通过应用运动方程和力学平衡原理得到的,其中考虑了系统的质量、刚度、阻尼等因素。

然后可以通过对系统的特征值问题进行求解,得到系统的固有频率和模态形式。

在实际工程中,通常会采用数值模拟或实验测试的方法来确定系统的振动特性。

阻尼模态分析的结果可以帮助工程师深入了解系统的振动特性,包括固有频率、模态形式、阻尼比等参数。

通过分析这些参数,可以评估系统的稳定性、安全性和性能表现,为系统的设计和改进提供依据。

此外,阻尼模态分析还可以指导系统的故障诊断和故障分析,帮助工程师解决振动问题和改善系统的运行效果。

总的来说,机械振动学基础知识中的振动系统阻尼模态分析是一个复杂而重要的内容,它深刻影响着工程领域的发展和进步。

通过对振动系统阻尼特性和模态特性的研究,可以更好地理解系统的振动行为,提高系统的性能和可靠性,从而推动机械工程领域的发展。

机械振动和机械波知识点总结

机械振动和机械波知识点总结

机械振动和机械波知识点总结一、机械振动的基本概念1.简谐振动:具有恢复力的物体围绕平衡位置作周而复始的往复运动,其运动规律满足简谐振动的规律。

2.振幅:振动的最大偏离量,表示振动的幅度大小。

3.周期:振动完成一次往复运动所经历的时间。

4.频率:单位时间内振动的循环次数。

5.角频率:单位时间内振动的循环角度。

6.动能和势能:振动物体在做往复运动过程中,动能和势能不断转化。

7.谐振:当外力与物体的振动频率相同时,产生共振现象,能量传递效率最高。

二、机械振动的描述方法1.运动方程:描述物体随时间变化的位置。

2.振动曲线:以时间为横轴,位置或速度为纵轴,绘制出的曲线。

3.波形图:以距离为横轴,垂直方向的位移、压强或密度为纵轴,绘制出的曲线。

三、机械振动的特性1.振动的幅度、周期和频率可以通过测量来确定。

2.振动的速度和加速度随时间变化而变化,速度与位置之间呈正弦关系,加速度与位置之间呈负弦关系。

3.振动的能量在物体各个部分之间以波动形式传递,不断发生能量转化。

4.振动物体的相对稳定位置是平衡位置,物体相对平衡位置的偏离量越大,能量传递越快,振幅越大。

四、机械波的基本概念1.机械波是一种能量的传递方式,通过介质中的相互作用使得能量沿介质传播。

2.波的传播速度与介质的性质有关,弹性固体中传播速度最大,液体次之,气体最小。

3.机械波分为横波和纵波。

横波的传播方向与振动方向垂直,如水波;纵波的传播方向与振动方向一致,如声波。

五、机械波的描述方法1.波的频率、波长和传播速度之间存在关系:波速=频率×波长。

2.波谱分析:将波的复杂振动分解成一系列简单谐波的叠加。

3.波的传播可分为反射、折射、干涉、衍射和驻波等现象。

六、机械波的特性1.超前传播:波的传播速度比振动速度快。

2.波的干涉:两个波相遇时,根据叠加原理,产生增强或减弱的效果。

3.波的衍射:波通过孔隙或物体边缘时发生的现象。

4.驻波:两个等幅、频率相同的波在空间中相遇,发生干涉,形成波节和波腹。

机械振动知识点总结

机械振动知识点总结

机械振动知识点总结
机械振动是指物体在作无规则或规则周期性摆动时产生的现象。

以下是机械振动的一些知识点总结:
1. 振动的分类:机械振动可分为自由振动和受迫振动两种。

自由振动是指物体在没有外力作用下,由于初始条件引起的振动;受迫振动是指物体在外力作用下的振动。

2. 振动的标量与矢量表示:振动可以用标量表示,即描述物体在振动过程中的位置、速度和加速度等参数;也可以用矢量表示,即描述物体振动过程中的位移、速度和加速度等矢量量。

3. 振动的周期与频率:周期是指物体完成一次完整振动所需的时间;频率是指单位时间内振动次数的倒数。

两者之间满足 T = 1/f 的关系,其中 T 表示振动周期,f 表示振动频率。

4. 振动的幅度与相位:振动的幅度是指物体振动过程中,位移、速度或加速度的最大值;相位是指某一时刻物体振动状态相对于某一参考点的时间差。

5. 振动的简谐振动:简谐振动是指振动物体的加速度与其位移成正比,反向相反的振动。

在简谐振动中,振动物体的加速度与位移之间存在相位差的关系。

6. 振动的阻尼和共振:阻尼是指振动物体受到的摩擦力或阻尼力,使得振动过程中能量逐渐耗散的现象;共振是指外界周期性作用力与振动物体的固有频率相等或接近时,振动幅度会急
剧增大的现象。

7. 振动的能量:振动物体具有动能和势能两种能量形式。

在振动过程中,动能和势能会不断转换,总能量守恒。

8. 振动的叠加原理:当物体受到多个振动力的作用时,振动的总效果等于各个振动力分别作用时的效果之和。

这些是机械振动的一些基本知识点,深入研究机械振动还包括振动系统的建模与分析、振动的稳定性和控制等内容。

机械振动学基础知识振动的相位与相位差的意义

机械振动学基础知识振动的相位与相位差的意义

机械振动学基础知识振动的相位与相位差的意义机械振动是物体在受到外力作用下产生的周期性运动。

在振动的过程中,相位和相位差是两个重要的概念,对于理解振动的特性和特征至关重要。

本文将介绍振动的相位和相位差的概念及其在机械振动学中的意义。

相位是描述振动状态的一个重要参数,它表示一个振动物体在一个周期内所处的位置。

在正弦振动中,我们通常用角度来表示相位,其范围为0到360度。

当物体从最大位移向负方向移动时,其相位逐渐增加,当再次到达最大位移时,相位为360度,即一个完整的周期。

相位的改变反映了振动物体在不同时间点的位置,可以帮助我们更清晰地了解振动的状态。

相位差是指振动系统中不同振动物体之间的相位关系。

当两个振动物体的相位差为0时,它们的振动状态完全一致,即两者的振动状态完全相同;当相位差为180度时,它们的振动状态完全相反,即一个在正向振动,另一个在负向振动;当相位差为90度或270度时,它们的振动状态存在一定的偏差,但仍然存在一定的关联性。

通过对相位差的分析,我们可以判断不同振动物体之间的运动状态,帮助我们进一步理解振动系统的特性。

在机械振动学中,相位和相位差的意义不仅在于描述振动的状态,更重要的是帮助我们分析振动系统的动态特性。

通过对振动的相位和相位差进行精确的测量和分析,我们可以确定振动系统的固有频率、共振频率以及其它重要的动态参数,为后续的振动控制和优化提供重要的参考依据。

因此,在研究机械振动时,我们需要充分理解振动的相位和相位差的概念,善于运用它们来分析和解决振动系统中的实际问题。

总之,相位和相位差是机械振动学中非常重要的概念,它们不仅帮助我们描述振动的状态,更重要的是帮助我们分析振动系统的动态特性。

只有深入理解和熟练运用相位和相位差的概念,我们才能更好地理解和控制振动系统的运动规律,为工程实践和科学研究提供更可靠的支持。

希望本文的介绍能够对读者有所帮助,激发大家对机械振动学的兴趣,促进振动领域的进一步发展与应用。

机械振动知识点总结.

机械振动知识点总结.

机械振动1、判断简谐振动的方法简谐运动:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。

特征是:F=-kx,a=-kx/m.要判定一个物体的运动是简谐运动,首先要判定这个物体的运动是机械振动,即看这个物体是不是做的往复运动;看这个物体在运动过程中有没有平衡位置;看当物体离开平衡位置时,会不会受到指向平衡位置的回复力作用,物体在运动中受到的阻力是不是足够小。

然后再找出平衡位置并以平衡位置为原点建立坐标系,再让物体沿着x 轴的正方向偏离平衡位置,求出物体所受回复力的大小,若回复力为F=-kx,则该物体的运动是简谐运动。

2、简谐运动中各物理量的变化特点简谐运动涉及到的物理量较多,但都与简谐运动物体相对平衡位置的位移x 存在直接或间接关系:如果弄清了上述关系,就很容易判断各物理量的变化情况3、简谐运动的对称性简谐运动的对称性是指振子经过关于平衡位置对称的两位置时,振子的位移、回复力、加速度、动能、势能、速度、动量等均是等大的(位移、回复力、加速度的方向相反,速度动量的方向不确定)。

运动时间也具有对称性,即在平衡位置对称两段位移间运动的时间相等。

理解好对称性这一点对解决有关问题很有帮助。

4、简谐运动的周期性5、简谐运动图象简谐运动图象能够反映简谐运动的运动规律,因此将简谐运动图象跟具体运动过程联系起来是讨论简谐运动的一种好方法。

6、受迫振动与共振(1)、受迫振动:物体在周期性驱动力作用下的振动,其振动频率和固有频率无关,等于驱动力的频率;受迫振动是等幅振动,振动物体因克服摩擦或其它阻力做功而消耗振动能量刚好由周期性的驱动力做功给予补充,维持其做等幅振动。

位移x回复力F=-Kx 加速度a=-Kx/m 位移x 势能E p =Kx 2/2 动能E k =E-Kx 2/2 速度m E V K 2(2)、共振:○1共振现象:在受迫振动中,驱动力的频率和物体的固有频率相等时,振幅最大,这种现象称为共振。

机械振动学总结全

机械振动学总结全

机械振动学总结 第一章 机械振动学基础第二节 机械振动的运动学概念第三节机械振动是种特殊形式的运动。

在这运动过程中,机械振动系统将围绕其平衡位置作往复运动。

从运动学的观点看,机械振动式研究机械系统的某些物理量在某一数值近旁随时间t 变化的规律。

用函数关系式来描述其运动。

如果运动的函数值,对于相差常数T 的不同时间有相同的数值,亦即可以用周期函数来表示,则这一个运动时周期运动。

其中T 的最小值叫做振动的周期,Tf 1=定义为振动的频率。

简谐振动式最简单的振动,也是最简单的周期运动。

一、简谐振动物体作简谐振动时,位移x 和时间t 的关系可用三角函数的表示为式中:A 为振幅,T 为周期,ϕ和ψ称为初相角。

如图所示的正弦波形表示了上式所描述的运动,角速度ω称为简谐振动的角频率简谐振动的速度和加速度就是位移表达式关于时间t 的一阶和二阶导数,即可见,若位移为简谐函数,其速度和加速度也是简谐函数,且具有相同的频率。

因此在物体运动前加速度是最早出现的量。

可以看出,简谐振动的加速度,其大小与位移成正比,而方向与位移相反,始终指向平衡位置。

这是简谐振动的重要特征。

在振动分析中,有时我们用旋转矢量来表示简谐振动。

图P6旋转矢量的模为振幅A ,角速度为角频率ω若用复数来表示,则有)sin()cos()(ψωψωψω+++==+t jA t A z Ae z t j用复指数形式描述简谐振动,给计算带来了很多方便。

因为复指数t j e ω对时间求导一次相当于在其前乘以ωj ,而每乘一次j ,相当于有初相角2π。

二.周期振动满足以下条件:1)函数在一个周期内连续或只有有限个间断点,且间断点上函数左右极限存在;2)在一个周期内,只有有限个极大和极小值。

则都可展成Fourier 级数的形式,若周期为T 的周期振动函数,则有式中22n n n b a A += nn n b a =ψt a n 三、简谐振动的合成一、同方向振动的合成1.俩个同频率的简谐振动)sin(222ψω+=t A x ,)sin(2222ψω+=t A x它们的合成运动也是该频率的简谐振动2.俩个不同频率振动的合成若21ωω≤,则合成运动为若21ωω≥ ,对于A A A ==21 ,则有上式可表示为二、两垂直方向振动的合成1.同频率振动的合成如果沿x 方向的运动为沿y 方向的运动为2不同频率振动的合成对于俩个不等的简谐运动它们的合成运动也能在矩形中画出各种曲线。

机械振动知识点总结

机械振动知识点总结

机械振动知识点总结机械振动是指机械系统在运动过程中由于受到外界激励或系统自身激励而产生的振动现象。

它是研究机械系统动态特性的重要内容之一,也是工程实践中常见的问题。

了解机械振动的知识点,有助于我们更好地设计、分析和改进机械系统,提高系统的稳定性和可靠性。

振动的基本概念。

振动是指物体围绕平衡位置作周期性的往复运动。

在机械系统中,振动可以分为自由振动和受迫振动两种。

自由振动是指系统在没有外界激励的情况下的振动现象,而受迫振动是指系统受到外界激励后的振动现象。

振动的基本参数包括振幅、频率、周期和相位等,这些参数描述了振动的特征和规律。

振动的分类。

根据振动的性质和特点,可以将机械振动分为线性振动和非线性振动。

线性振动是指系统的振动方程是线性的,振动的特性随时间不变;非线性振动是指系统的振动方程是非线性的,振动的特性随时间变化。

此外,振动还可以根据激励方式分为强迫振动和自激振动,根据系统的自身特性分为自由振动和阻尼振动等。

振动的原因。

机械系统产生振动的原因有很多,主要包括外界激励、系统失稳、系统结构设计缺陷、材料疲劳等。

外界激励是指系统受到外部力或扰动的作用,导致系统产生振动;系统失稳是指系统在特定条件下失去平衡,从而产生振动;系统结构设计缺陷和材料疲劳会导致系统在运行过程中出现振动问题。

振动的影响。

机械振动会对系统的性能和稳定性产生不利影响。

首先,振动会增加系统的能量损耗,降低系统的效率;其次,振动会导致系统的磨损加剧,缩短系统的使用寿命;最后,振动还会引起噪音和震动,影响设备的正常运行和人员的工作环境。

振动的控制。

为了减小振动对机械系统的影响,需要采取相应的振动控制措施。

常见的振动控制方法包括加阻尼、加质量、改变系统刚度、采用主动振动控制和半主动振动控制等。

这些方法可以有效地减小振动的幅值和频率,提高系统的稳定性和可靠性。

总结。

机械振动是机械系统中常见的动态现象,了解振动的基本概念、分类、原因、影响和控制方法对于工程实践具有重要意义。

机械振动学基础知识振动系统的瞬态响应分析

机械振动学基础知识振动系统的瞬态响应分析

机械振动学基础知识振动系统的瞬态响应分析引言机械振动学是研究物体在受到外力作用时产生的振动现象以及振动特性的一门学科。

振动系统在受到外部激励时会产生瞬态响应,瞬态响应是指系统在初始时刻受到外部干扰后,振动幅值和相位都发生变化的过程。

了解振动系统的瞬态响应对于分析系统的动态特性和设计控制策略至关重要。

一、单自由度系统的瞬态响应分析单自由度系统是机械振动学中最基本的振动系统之一,通常由质点和弹簧-阻尼器构成。

在受到外部激励时,单自由度系统的瞬态响应可以通过拉普拉斯变换等方法进行分析。

振动系统的瞬态响应主要包括自由振动和受迫振动两种情况,其中自由振动是指在没有外部激励的情况下系统的振动响应,而受迫振动是指在受到外部激励时系统的振动响应。

二、多自由度系统的瞬态响应分析多自由度系统是由多个质点和弹簧-阻尼器构成的振动系统,具有更加复杂的动力学特性。

在受到外部激励时,多自由度系统的瞬态响应需要通过矩阵计算等方法进行分析。

多自由度系统的振动模态是研究系统振动特性的重要方法,通过振动模态分析可以得到系统的固有频率和振动模型。

三、瞬态响应分析在工程应用中的意义瞬态响应分析在工程实践中具有重要的应用意义,可以帮助工程师了解系统在受到外部干扰时的振动特性,并设计合适的控制策略。

工程领域中的许多振动问题都需要进行瞬态响应分析,例如建筑结构的地震响应、风力作用下桥梁的振动响应等。

结论机械振动学是一门研究物体振动现象和振动特性的重要学科,瞬态响应分析是分析振动系统动态特性的关键方法。

通过对振动系统的瞬态响应进行深入研究,可以更好地理解系统的振动机制,为工程实践提供重要参考依据。

我们需要不断深化对振动系统的瞬态响应分析,推动机械振动学领域的进步与发展。

机械振动学基础知识振动系统的模态参数灵敏度分析

机械振动学基础知识振动系统的模态参数灵敏度分析

机械振动学基础知识振动系统的模态参数灵敏度分析机械振动学是研究物体在受到外力作用下振动运动规律的科学。

在振动系统中,模态参数是描述系统振动特性的重要指标之一,而模态参数的灵敏度分析则是研究模态参数对系统性能影响程度的关键内容之一。

## 振动系统的模态参数在振动系统中,模态参数通常包括自然频率、阻尼比和振型等内容。

自然频率是系统在无外力作用下自由振动的频率,是描述系统弹性属性的重要指标;阻尼比则是描述系统阻尼特性的指标,阻尼比的大小直接影响系统振动的衰减速度;振型则是描述系统振动形态的重要参数,不同振型对应不同的振动模式。

## 模态参数的灵敏度分析模态参数的灵敏度分析是指研究系统模态参数随着系统参数变化而变化的程度。

在振动系统设计和优化过程中,通过进行模态参数的灵敏度分析,可以帮助工程师深入了解系统的振动特性,找到系统设计中存在的问题并进行改进优化。

在进行模态参数的灵敏度分析时,通常会采用有限元分析、模态试验等方法。

通过对系统进行数值模拟或试验测试,可以得到系统的模态参数,并进一步对模态参数的灵敏度进行分析。

通过对系统参数的微小变化引起的模态参数变化程度的研究,可以评估系统参数对系统振动特性的影响程度,指导系统设计和优化工作。

## 案例分析举个例子来说明模态参数的灵敏度分析在工程实践中的重要性。

假设某机械振动系统中的某一零部件的质量参数发生了微小变化,工程师希望通过模态参数的灵敏度分析来评估这一变化对系统的影响。

通过有限元分析和试验测试,工程师得到了系统在不同质量参数下的模态参数,并进一步对模态参数的灵敏度进行了研究。

经过分析发现,当零部件的质量参数发生微小变化时,系统的自然频率发生了较大的变化,说明零部件的质量参数对系统的自然频率有较大的影响;同时,阻尼比和振型也发生了一定程度的变化,表明零部件的质量参数对系统的阻尼特性和振动形态也有一定影响。

通过模态参数的灵敏度分析,工程师可以深入了解系统各个参数对系统振动特性的影响程度,为系统设计和优化提供重要依据。

机械振动知识点

机械振动知识点

机械振动知识点机械振动是指任何机械系统中由于外部或内部的激励产生的不规则运动或波动现象。

机械振动的发生会对机械系统的正常运行造成影响,从而导致机械系统的损坏甚至是失效。

因此,掌握机械振动的相关知识对于机械工程师来说非常重要。

1.机械振动的产生原因机械振动的产生原因有很多,其中一些常见的原因包括:1.1.强制激励:机械系统受到外部的激励,例如电机和泵等设备的运转会产生强制激励,从而引起机械振动。

1.2.自然频率:当机械系统的运动频率等于其自然频率时,会产生自由振动,这种振动是由系统自身的特性决定的。

1.3.非线性效应:当机械系统中存在非线性效应时,例如分段的弹簧和摩擦等,会引起机械振动。

2.机械振动的影响机械振动对机械系统的影响非常大,会导致许多问题,例如:2.1.噪音:机械振动会产生噪音,对于需要安静环境的生产或办公场所来说,这种噪音会带来不必要的干扰和影响。

2.2.机械损坏:当机械振动达到一定程度时,会导致机械系统的部件出现疲劳、断裂甚至是失效,严重时会造成设备损坏。

2.3.安全问题:机械振动会导致设备意外停机或部件松动等问题,这也会引起一定的安全问题。

3.机械振动的评价指标机械振动的评价指标主要有振动幅值、振动速度、振动加速度和频率等。

其中,振动幅值、振动速度和振动加速度是描述不同类型振动特性的量度。

3.1.振动幅值:振动幅值是指在某一时刻,振动系统的振动位移的最大值。

对于机械系统来说,振动幅值越大,系统的损坏和失效风险也就越高。

3.2.振动速度:振动速度是运动的速率,即在某一时刻机械系统的振动速度的值。

振动速度常常用于描述与轴承、齿轮等部件相关的振动。

3.4.频率:频率是指机械振动中振动周期的数量,通常以赫兹(Hz)为单位表示。

频率可以帮助我们分析机械振动的原因,例如分析自然频率和强制频率等。

4.机械振动的控制和减少掌握机械振动的控制和减少方法可以有效地保护机械系统,延长机器的寿命,节约成本。

机械振动知识点总结

机械振动知识点总结

机械振动知识点总结1. 振动的基本概念振动是物体围绕某一平衡位置做周期性的往复运动。

振动可以分为自由振动和受迫振动两种。

•自由振动指的是没有外界强制作用下的振动,物体的振动频率和振幅由其固有的性质决定。

•受迫振动指的是在外力的驱动下,物体做的振动。

2. 振动的参数在分析振动时,常用以下参数描述振动的特性:•振幅(Amplitude):振动物体从平衡位置偏离的最大距离。

•周期(Period):振动物体完成一个完整周期所需的时间。

•频率(Frequency):振动物体单位时间内完成的周期数。

频率的倒数称为周期。

•相位(Phase):描述振动物体在某一时刻的位置与特定参考点的关系。

3. 简谐振动简谐振动是一种特殊的振动,其运动方程可以用正弦函数或余弦函数表示。

简谐振动满足以下条件:•振动物体受到的恢复力与其偏离平衡位置的距离成正比。

•振动物体的加速度与其位移成正比,且加速度与位移的方向相反。

简谐振动的特点是振动频率恒定,振幅随时间变化。

4. 阻尼振动阻尼振动是考虑振动系统存在阻力的情况下的振动。

阻尼振动可以分为三种情况:•无阻尼振动:振动系统不存在阻力,振动将持续进行。

•临界阻尼振动:振动系统阻尼恰好等于临界阻尼,振动将在最短时间内回到平衡位置,不发生超调。

•过阻尼振动:振动系统的阻力大于临界阻尼,振动将缓慢回到平衡位置,没有超调。

5. 谐波振动谐波振动是指振动物体的位移与外力的驱动频率成正比的振动。

在受迫振动中,外力的频率与振动系统的固有频率相等时,将出现谐波振动。

谐波振动的特点是振动频率与外力频率相等。

6. 两个简谐振动的合成当两个简谐振动在时间和空间上同时发生时,将产生合成振动。

合成振动的特点与两个振动的振幅、频率和相位差相关。

•两个振幅相等、频率相同且相位差为0的简谐振动合成,得到幅值加倍的简谐振动。

•两个振幅相等、频率相同且相位差为π的简谐振动合成,得到幅值减小为0的简谐振动。

7. 能量和功率在振动中,能量和功率是重要的参数。

机械振动知识点总结

机械振动知识点总结

机械振动知识点总结机械振动的研究旨在分析和控制系统的振动特性,以提高系统的性能、减少系统的动态负荷、延长系统的使用寿命,并确保系统在工作过程中的稳定性和安全性。

本文将对机械振动的基本知识点进行总结,包括机械振动的分类、振动系统的建模分析、振动的控制和减振、以及振动的监测与诊断等内容。

一、机械振动的分类1. 根据振动形式的不同,机械振动可分为以下几类:(1)自由振动:系统在没有外部激励的情况下发生的振动,系统内部能量交换导致振幅逐渐减小直至停止,如钟摆的摆动。

(2)受迫振动:系统受到外部激励作用而发生的振动,外部激励可以是周期性的或非周期性的,如机械系统受到周期性力的作用而发生的振动。

(3)共振:当受迫振动的频率与系统的固有频率相近或一致时,系统的振幅将迅速增大,甚至造成系统破坏的现象。

2. 根据振动的传播方式,机械振动可分为以下几类:(1)固体振动:振动是在固体介质中传播的,如机械结构的振动。

(2)流体振动:振动是通过流体介质(如液体或气体)传播的,如管道中的水波振动。

(3)弹性振动:振动是由于材料的弹性变形而产生的,如弹簧振子的振动。

二、振动系统的建模分析1. 振动系统的建模方法(1)单自由度振动系统的建模:利用牛顿第二定律,可以建立单自由度振动系统的等效质点模型,然后通过能量方法或拉氏方程等方法,可以求解系统的振动特性。

(2)多自由度振动系统的建模:对于多自由度振动系统,可以利用连续系统的离散化方法,将系统离散化为多个质点的集合,并建立相应的动力学模型,然后求解系统的振动特性。

2. 振动系统的分析方法(1)频域分析:通过对系统的动力学方程进行傅里叶变换,可以将系统的运动响应转换到频域中进行分析,得到系统的频率响应特性。

(2)时域分析:通过对系统的动力学方程进行积分,可以得到系统的时域响应,包括系统的位移、速度、加速度等随时间的变化规律。

(3)模态分析:通过对系统的模态方程进行求解,可以得到系统的固有频率和振型,以及相应的阻尼比和阻尼比比例。

大一机械振动知识点总结归纳

大一机械振动知识点总结归纳

大一机械振动知识点总结归纳机械振动是机械工程中的一个重要概念,涉及到许多相关的知识点。

本文将对大一学习机械振动的知识点进行总结和归纳,帮助读者对该领域有个全面的了解。

以下是对机械振动的定义、分类、影响因素以及振动的控制方法等方面的概述。

一、定义机械振动是指机械系统中物体偏离平衡位置后发生的带有周期性的强迫运动。

它通常由外力或者机械系统自身的特性引起。

二、分类1.自由振动:机械系统在无外力作用下进行的振动。

其频率由机械系统的自身属性决定。

2.强迫振动:机械系统受到外界周期性作用力的影响而发生的振动。

其频率由外界作用力的特性决定。

3.阻尼振动:机械系统受到摩擦或媒质阻尼的影响而发生的振动。

阻尼可以分为无阻尼、欠阻尼和过阻尼三种情况。

三、影响因素1.质量:物体的质量对振动频率和振幅有很大影响。

质量越大,振动频率越低,振幅越大。

2.刚度:机械系统的刚度决定其固有频率,刚度越大,固有频率越高。

3.阻尼:阻尼对振幅和振动频率均有影响。

适当的阻尼可以减小振动幅度并维持稳定的频率。

四、振动的控制方法1.调整刚度:通过调整机械系统的刚度,可以改变其固有频率,从而控制振动的特性。

2.增加阻尼:适当增加系统的阻尼能够减小振动幅度,提高系统的稳定性。

3.加装隔振器:隔振器能够吸收振动能量,使得机械系统的振动不会对周围环境造成太大的干扰。

4.优化结构设计:合理设计机械结构,尽量避免共振发生,减小振动幅度和对机械系统的损伤。

五、结语以上是对大一机械振动知识点的总结和归纳。

机械振动在机械工程中具有重要的应用价值,因此对其进行深入了解和掌握是非常必要的。

希望本文对读者在学习和应用机械振动方面有所帮助。

车辆工程专业《机械振动基础》课程教学实践研究

车辆工程专业《机械振动基础》课程教学实践研究

车辆工程专业《机械振动基础》课程教学实践研究1. 引言1.1 研究背景机械振动是车辆工程专业中非常重要的课程之一,其研究内容涉及机械系统的振动特性、振动控制方法以及振动对系统性能的影响等方面。

随着汽车工程的不断发展,对于机械振动基础的研究和教学也越来越受到重视。

传统的教学模式在一定程度上已经不能满足学生学习的需求,因此本课程的教学实践研究显得尤为重要。

在传统的教学中,学生往往只是被passively 接受理论知识,缺乏实际动手操作的机会。

这种教学模式容易造成学生学习兴趣的减退,导致他们对课程的理解和应用能力不足。

我们有必要对机械振动基础课程进行教学实践研究,探索更加有效的教学方法和手段,提高教学效果,从而更好地满足车辆工程专业学生的学习需求。

1.2 研究目的研究目的是为了探讨在车辆工程专业中《机械振动基础》课程教学实践中如何更有效地提高学生的学习效果和实践能力。

通过深入研究课程内容设计与优化、教学方法与手段改进、教学效果评价、实践案例分析以及教学反思与展望,我们旨在为相关教师提供更有效的教学指导,帮助学生更好地掌握振动基础理论和实践技能,提升他们在车辆工程领域的应用能力和竞争力。

通过本研究,我们也希望能够为未来《机械振动基础》课程的教学改进提供有益的启示,促进该领域教育教学的持续发展和进步。

通过研究教学实践中的挑战和问题,我们可以更好地总结经验教训,提出建设性的改进建议,为未来教学工作提供有益的参考和指导。

1.3 研究意义《机械振动基础》课程在车辆工程专业中具有重要意义。

振动工程是机械工程的重要组成部分,深入研究振动理论对于提高学生的工程素养和解决实际问题具有重要意义。

振动是车辆工程中不可避免的问题,车辆在运行中会受到各种振动的影响,了解振动的原理和特性可以帮助学生更好地设计和改进汽车结构,提高汽车的性能和舒适性。

通过对振动的研究,可以帮助学生了解电动汽车、自动驾驶等新技术在振动方面的应用,拓宽学生的视野。

振动和波的基础知识

振动和波的基础知识

1.机械振动:(1):机械振动即物体或物体的一部分在某一中心位置两侧所做的往返的运动(2):回复力F 回:指向“平衡”位置的合力叫回复力(3):振动位移x :都以“平衡”位置为位移的起点(4):振幅A :振动物体离开“平衡”位置的最大距离,振幅越大,振动的能量就越大(5):振动的周期T :指完成一次全振动的时间;周期表示振动的快慢,周期小表示振动的快(6):振动的频率f :指单位时间内完成振动的次数;频率大,表示振动的快;单位为:赫兹Hz(7):T=f 1;振动的周期T 的大小与振幅的大小无关:对于同一个振动系统,当振动的振幅变大时,其周期将保持不变,所以物体振动的周期又叫固有周期(8):平衡位置:振动的中心位置,是假冒的“平衡”,F 合不一定为0,如:单摆的“平衡”位置的加速度为:022≠==⇒==m F R v R v a m F F 指向圆心的合力向心向心指向圆心的合力2:简谐振动: 1:回复力F 回和位移x 成正比,但它们的方向相反;F 回=-kxx 为物体离开“平衡”位置的位移负号表示回复力F 回和位移x 的方向相反回复力就是一个指向“平衡”位置的合力(2):对于同一个振动系统,当振动的振幅变大时,其周期仍保持不变(3):简谐振动的x-t 图像:是一条正弦或余弦曲线(4):振动的周期T 的大小与振幅的大小无关所以把它叫国有周期;弹簧振子的T 与小球的质量、弹簧的劲度序数有关;单摆的T 与摆长、重力加速度g 有关3.单摆(1):当单摆的摆角小于80时,单摆的振动可以看做简谐振动(2):单摆振动时,也可以把它看做圆周运动R m R m m F F T R v 2222)(向心指向圆心的合力πω====多多从不同的角度分析问题(3):单摆的回复力由重力在切线方向的分力提供;当摆角小于80时,L x≈θsin ,mg F L x -=回复力如右图(3):当单摆的摆角小于80时,g LT π2=L 为物体摆动时的圆心悬点到物体重心的距离g 为当地的重力加速度g =2R GM;g ´=222)()(H R gR H R GM ++= g ´为离天体表面H 高处的重力加速度;g为天体表面的重力加速度;R 为天体的半经;M 为中心天体的质量;H 为离天体表面的高公式说明T 与振幅A 无关(4):单摆振动时,由于拉力始终与速度垂直,所以拉力不做功,如无阻力,则物体的机械能守恒(5):单摆振动时,如有阻力,则在短时间内,仍可把它看做简谐振动4、任何一个介质质点在一个周期内经过的路程都是4A,在半个周期内经过的路程都是2A,但在四分之一个周期内经过的路程就不一定是A 了多多用位移时间图像帮助分析问题5、受迫振动:(1):物体在周期性外力的作用下的振动叫受迫振动(2):物体做受迫振动时,它的频率等于驱动力的频率,而跟物体的固有频率无关,如图:假如L=g,则单摆的固有周期g L T π2==2π秒,如果每隔八秒推一下小球,则单摆的周期就为8秒,而不是2π秒(3):波在传播时,各质点都在做受迫振动各质点都在模仿波源的振动,所以波由一种介质传到另一介质时,波的频率不变等于波源的振动频率(4):物体在做受迫振动时,驱动力的频率跟物体的固有频率相等的时侯,物体的振幅最大,这种现象叫共振;驱动力的频率跟物体的固有频率越接近,物体的振幅也越大,如图为共振曲线(5):当f 驱动力=f 固时物体会发生共振,共振时的振幅比不共振时的振幅大(6):利用共振的有:共振筛、转速计、微波炉、打夯机、跳板跳水、打秋千……防止共振的有:机床底座、航海、军队过桥、高层建筑、火车车厢……6:简谐振动的图像如右图为水平振动的弹簧振子的振动图像:由图像可知:(1):振动图像表示的是某一质点在各个时刻的位移(2):振幅A 为15cm(3): 周期T 为8s(4):a 点对应的时刻,速度在增大,速度的方向向负方向;加速度在减小,加速度的方向负方向和位移的方向相反,此时位移为正10cm回复力在减小,回复力的方向向负方向和位移的方向相反动能在增大,弹性势能在减小机械能守恒b 点对应的时刻,速度在减小,速度的方向向负方向;加速度在增大,加速度的方向向正方向和位移的方向相反,此时位移为-5cm回复力在增大,回复力的方向向正方向和位移的方向相反动能在减小,弹性势能在增大机械能守恒d 点对应的时刻,速度在减小,速度的方向向正方向;加速度在增大,加速度的方向向负方向和位移的方向相反,此时位移为正5cm回复力在增大,回复力的方向向负方向和位移的方向相反动能在减小,弹性势能在增大机械能守恒(5):V a < V b = V d7:解振动问题的方法:(1):振动问题都是变力问题,一般选用动能定理、能量守恒定律解题;注意应用弹簧的弹性势能不变、了解:弹性势能221kx E P ,k 弹簧的劲度系数,x 为弹簧的形变量、弹力做的功= - 弹性势能的变化量等条件 (2):充分利用振动的对称性,如在两个对称点的加速度a 、速度v 、位移、动能E k 、弹性势能相等等条件(3):充分利用振动的图像解题画出振动的图像帮助解决问题(4):注意应用临界点的条件:如弹力为0、加速度a 、速度v 、位移相等等等(5):两物体的加速度a 1、a 2相等时,两物体可能将要分开物体分开的瞬间,物体间的弹力为零(6):弹簧的形变量或两次的形变量之差可能等于物体的位移:S=X 2-X 18:机械波:机械振动在介质中的传播过程所形成的波叫做机械波(1):有振源和传播介质时就会产生机械波(2):波是传播能量的一种方式,即传递某种信息(3):波信息向前传播时,各介质只在自己的平衡位置附近振动,并不会随波信息向前传播(4):波信息向前传播时,波形波形代表信息的内容不会发生变化;如下图,波信息向右传播过后,A 、B 、C 、D 各质点仍然回到各自原来的位置;当波信息传递到E 点时,它就开始振动,并按后面的波形振动即开始模仿振源的所有动作,所以质点起到了传递信息的作用;要判断E 如何振动,就看和它相邻的前一质点的运动情况即可解波动问题,就是逻辑推理的过程,由A 质点的情况推及到D 质点的情况,由9秒的情况推及到8秒的情况……(5):每经过一个周期,波就向前传播一个波长的距离;每经过41个周期,波就向前传播41个波长的距离 (6):波的频率就等于波源的振动频率,介质的振动频率也等于波源的振动频率受迫振动9:波速V :(1):T V λ=;t SV f V ==;λ(2):波速V 只与介质有关,与波长、频率无关;当介质相同时,波速就相同(3):当波由一种介质传播到另一介质时,频率不变各质点都在做受迫振动,波速、波长会发生改变 10:波长:(1):两个相邻的,在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离,叫波长9秒末(2):在一个周期里,波向前传播的距离,叫波长(3):两个相邻的波峰之间的距离,叫波长;两个相邻的波谷之间的距离,叫波长11:波的周期、频率:波的频率就等于波源的振动频率,它们与速度、介质无关12:波的图像:由图像可知(1):波的图像表示的是某一时刻各个质点的位移的图像(2):振幅A 为15cm(3):波长为8cn(4):在9秒末,a 质点向下运动它模仿的前一质点在它的右下方(5):在9秒末,a 质点的速度在变大,加速度在变小,加速度的方向向下各质点的运动规律仍然遵循振动的规律13:波的衍射:(1): 波在传播中遇到障碍物时能绕过障碍物的现象,叫波的衍射(2):一切波均能发生衍射,即任何条件下波均能发生衍射,只是有的衍射我们觉擦不到,但是仍然存在(3):发生明显的衍射的条件是:障碍物或孔的直径比波长小或相差不多(4):楼上房间的人能听到楼底下人的声音,单缝衍射、眯眼看灯、隔并齐笔缝看灯、隔羽毛纱布缝看灯等呈彩色看到彩色的光,这些都是衍射14:波的干涉:(1):频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔,这种现象叫波的干涉(2):两个波源的振动方向相同,频率相同的同类波干涉时,就能得到稳定的干涉图样(3):围绕正在发声的音叉走一圈,听到声音忽强忽弱,双缝干涉、肥皂泡膜、蝉翼、雨天公路上汽油等呈彩色,这些都是干涉(4):波的干涉加强区是波峰和波峰相遇处或波谷和波谷相遇处,加强区仍在振动,其位移有可能小于减弱区的,但它的振幅一定大于减弱区的;波的干涉减弱区则是波峰和波谷相遇处(5):当两个波源的振动方向相同,频率相同的同类波干涉时,某点到这两个波源的距离差为半个波长的偶数倍时,该点为振动的加强点;某点到这两个波源的距离差为半个波长的奇数倍时,该点为振动的减弱点;当两个波源的振动方向相反,频率相同的同类波干涉时,某点到这两个波源的距离差为半个波长的偶数倍时,该点为振动的减弱点;某点到这两个波源的距离差为半个波长的奇数倍时,该点为振动的加强点; 15:多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同波源与观测者相互接近时,接收频率变大;反之,变小16:波的分类:波分为横波和纵波;声波为纵波17:波的反射:遵循反射定律如:反射角等于入射角等等18:解波动问题的方法:(1):一定要画出波动图像(2):注意应用波形不变把整个波形拿来平移,一般不要把波形延长,各质点都在模仿波源的振动,通过逻辑推理导出答案由“现在”推导出“将来”,由“现在”推导出“过去”(3):还应考虑到波的周期性、重复性,质点振动的周期性、重复性。

机械振动基础总结

机械振动基础总结

7. 受迫振动的响应和激励力在低频范围内同相,在高频范围内反相,阻尼越小,同相和反相的现象越明显;增大阻尼,
相位差逐渐向趋近 π /2;共振时的相位差为 π /2,与阻尼无关。
f.简谐波分析方法就是通过傅氏变换把周期激励转化为一系列基频数倍数的简谐波激 励叠加,对吗?(对) 简谐波分析方法是通过傅氏变换把周期激励转化为一系列基频数倍数的简谐波激 励叠加,再求出每个频率分量激励产生的响应,再将这些响应叠加,得到周期激励产 生的响应 g. 脉冲激励响应包含了暂态和稳态成分?(对) 由于本人水平有限,<<总结>>当中难免有错误和不当之处,自行修改。 2012 年 06 月 25
简谐激励作用下受迫振动稳态响应的特征 摘自《振动力学》,刘延柱等,高等教育出版社
1. 稳态响应是与激励力频率相同的简谐振动。
2. 振幅和相位均由系统本身和激励力的物理性质确定,与初始条件无关。
3. 激励力频率远小于固有频率时振幅接近于弹簧静形变,激励力频率远大于固有频率时振幅趋近于 0。
4. 对于无阻尼系统,激励力频率等于固有频率时,受迫振动的振幅无限增大,称作共振现象。
5. 对于有阻尼系统,激励力频率趋近于固有频率时振幅也急剧增大。将振幅取极大值时激励频率定义为共振频率,因此
有阻尼系统的共振频率略小于固有频率,共振区内的振幅特性曲线称作共振峰。
6. 共振时振幅受阻尼系数的影响显著,阻尼较小时振幅急剧增大,阻尼较强时振幅变化平缓,当时振幅无极值。因此系
统阻尼的强弱性质和共振峰的陡峭程度可通过共振时的振幅放大因子体现,称作系统的品质因数。
2π ω
, 无阻尼振动固有频率 ωn ,阻尼振动固有频率ωd = 1 − ξ2 ωn
c.欠阻尼是振动振幅衰减的振动,过阻尼也是吗? 欠阻尼是振动振幅衰减的振动,过阻尼都不是振动。 d.线形系统简谐激励稳态响应频率等同于激励频率相位滞后的简谐振动吗?(对) 受简谐激励的系统的稳态响应也是简谐的,其振动频率等于激励的频率,激励与响应之 间有一相位差φ,称为响应的相角。 (P26) e.稳态响应振幅和相位与系统和初始条件有关,对吗?(错)
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机械振动基础复习提纲
难得自己写份复习提纲,虽然是门选修课,但下周一下考3门还是压力很大的说,因此老师大发慈悲地提了些要点,因为是看完试卷后说的,故可信度应该比较高吧。

总体上看,考试共考3章,特别提醒,绪论的一些小知识是会出现在填空题中的,下面也会提到。

分值比重:
第一章:40%不到一点,重点:1.2、1.4、1.5、1.6、1.10;1.8及1.10的傅里叶、拉格朗日变换法不考。

第二章:40%多一点,重点:2.1、2.2、2.3、2.4;2.6不考。

第三章:20%,重点:3.1,3.2、3.3以概念、简单技巧性的题目为主;3.4、3.5及以后部分均不考。

下面是基本要点,原则上均要求理解掌握:
1、组成振动系统的三个基本元件:质量、弹簧、阻尼。

振动现象(简谐运动)三要素:振幅、频率、初相位。

其中强调频率为0并不代表振动函数为0,只是表示其未振动,没有振荡特性,图线是一根直线而已。

(P9)
2、振动问题分类:已知系统模型、外载荷、求系统响应,称为响应计算或正问题;已知外载荷响应,求系统特性,称为系统识别或参数识别,也称为第一类逆问题;已知系统特性响应求载荷称为载荷识别,也称为第二类逆问题。

(P3-P4)
3、单(多)自由度线性振动系统运动方程由二阶常系数微分方程(组)表示,且自由振动问题由齐次方程表示,受迫振动问题的运动方程为非齐次方程。

(P8)
4、弹簧刚度系数的物理意义:使弹簧产生单位位移所需要施加的力。

在振动系统中通常假定弹簧质量为0;线性振动(微幅振动)的范围内,通常认为弹簧总在线性变形的范围内;两弹簧串联后等效弹簧刚度如何计算?并联?(P12)对于角振动系统,弹簧为扭转弹簧,其刚度系数的物理意义是:使弹簧产生单位角位移所需要施加的力矩。

(P14)
5、粘性阻尼系数的特点:阻尼器产生的阻尼力与阻尼器两端的相对速度成正比。

(P32 -34)
6、什么是二阶线性常系数齐次微分方程的通解?非齐次微分方程的通解是对应齐次方程的通解加上非齐次方程的一个特解。

(P20)
7、求解无阻尼单自由度系统的自由振动响应,就是确定求系统在给定的初始位移、初始速度下,系统运动方程的一个特解和通解的系数。

8、无阻尼单自由度系统的固有频率,仅取决于系统的刚度、质量,而与系统初始条件、所受外激励无关,是系统的固有属性。

系统的质量越小,刚度越大,固有频率越高。

要求掌握弧度制单位和频率之间的换算关系。

(P10)
9、简谐运动的位移、速度、加速度间的关系,速度位移间的相位差为90度,加速度和位移之间的相位差为180度。

其物理意义?(P10)
10、两频率不同的简谐振动合成,若两频率比为有理数(可通约)时,合成振动为周期振动;若为无理数,合成振动为非周期振动。

可通约两近频简谐运动合成将产生拍振现象,要求掌握拍频的计算方法。

(P11)
11、求解无阻尼单自由度系统固有频率的方法:微分方程法、能量法、等效质量等效刚度法、静变形法等四种,要求掌握第一种,考试时若能运用后面几种也行。

12、单自由度阻尼振动系统中,临界阻尼系数Cc=2*m*Wn,阻尼比为C/Cc,在过阻尼的情形、临界阻尼、欠阻尼系统自由振动响应的通解分别取何种形式?特别的,欠阻尼情形中,阻尼振动频率的计算公式(P17)。

掌握有阻尼单自由度系统自由振动响应的求法。

位移共振、加速度共振、速度共振的频率比别搞混。

(P24)
13、简谐力激励下有阻尼系统受迫振动响应是阻尼自由振动响应的通解与简谐振动特解的叠加,且随着时间增加,通解部分幅值逐渐减小,直到可忽略不计。

故称为瞬态振动(或过渡过程),特解部分振幅不随时间变化,称为稳态响应。

稳态振动频率就是激励力的频率,而振幅、相位取决于激励的幅值和系统参数,与初始条件无关。

(P37)
14、隔振分为两类:隔力,即通过弹性支撑来隔离振源传到基础的力;第二类为隔幅,即通过弹性支撑减小基础传到设备的振动幅值。

在这两类问题中,弹性支撑均称为隔振器,要使其有隔振效果,应使频率比满足什么条件?(P30)
15、时域脉冲函数(系函数)的物理意义,振动系统的单位脉冲响应函数是什么?掌握任一激励下,振动系统响应求解的杜哈梅积分法。

(P40,大题形式,分值在20分左右,
记住公式1.10.22)什么叫频响函数,要求掌握求其幅值幅角的方法。

?(大题形式)其与脉冲响应函数间是傅里叶变换对。

16、用影响系数法建立多自由度系统振动方程时,包括刚度法或柔度法,各自的优缺点是什么?(P52)(可能是问答题)
17、直接运用牛顿定律和拉格朗日方程(建议掌握,做题简单)都可建立复杂多自由度系统振动方程。

前者的缺点和后者的优点?(P56)
18、什么情况下,刚度矩阵可逆?什么情况不可逆?如果可逆,其逆矩阵是什么?若不可逆,则其第一阶固有频率是多少?(P55)
19、多自由度系统(在3或3以下)固有振型的含义是什么?掌握实横态分析方法、求解多自由度系统各阶固有频率及相应固有振型的方法,以及如何用横态分析法求解系统响应。

(P64)
20、无阻尼多自由度系统作固有振动时,系统各自由度都作幅值不同(一般情况下),但频率相同的简谐振动,这些运动间相位差有何特点?(不是0就是派)(P64)
21、多自由度系统中,什么是反共振的概念?系统的反共振频率就是施加局部约束后,系统的固有频率。

(P72)(一定会考,记住关于H(w)矩阵的公式)
22、多自由度系统中,固有振型关于质量矩阵与刚度矩阵的加权正交性。

(P66)
23、阻尼矩阵满足什么条件时,称为比例阻尼?(P76)——————————————————————————————————————
PS:虽说不是全部要点,但基本涵盖了重点内容,故上述突出强调部分请务必仔细复习,考的几率在95%以上,当然,也不排除老师放烟雾弹的可能(实话说,觉得咱老师还是挺老实的说)希望能给大家的机械振动复习带来帮助吧!。

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