2025年大學(xué)（機械設(shè)計制造及其自動化）機械動力學(xué)階段測評試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.機械動力學(xué)主要研究機械系統(tǒng)的哪些方面？A.運動學(xué)和動力學(xué)B.材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)C.熱力學(xué)和流體力學(xué)D.控制理論和信號處理2.以下哪種方法不能用于求解機械系統(tǒng)的動力學(xué)方程？A.拉格朗日方程B.牛頓第二定律C.能量守恒定律D.傅里葉變換3.機械系統(tǒng)的等效動力學(xué)模型中，等效質(zhì)量的計算與哪些因素有關(guān)？A.系統(tǒng)的質(zhì)量分布B.系統(tǒng)的運動形式C.系統(tǒng)的受力情況D.以上都是4.當(dāng)機械系統(tǒng)受到周期性外力作用時，會產(chǎn)生哪種振動現(xiàn)象？A.自由振動B.強迫振動C.自激振動D.隨機振動5.為了提高機械系統(tǒng)的動態(tài)性能，通常可以采取以下哪些措施？A.增加系統(tǒng)的剛度B.減小系統(tǒng)的阻尼C.增大系統(tǒng)的質(zhì)量D.降低系統(tǒng)的固有頻率6.機械系統(tǒng)的平衡問題主要是為了消除以下哪種力？A.慣性力B.摩擦力C.重力D.彈力7.以下哪種平衡方法適用于剛性轉(zhuǎn)子？A.靜平衡B.動平衡C.撓性轉(zhuǎn)子平衡D.以上都可以8.機械系統(tǒng)的動力學(xué)仿真可以用于以下哪些方面？A.驗證設(shè)計方案的可行性B.優(yōu)化系統(tǒng)性能參數(shù)C.預(yù)測系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)D.以上都是9.在機械動力學(xué)中，傳遞函數(shù)主要用于描述什么？A.系統(tǒng)的輸入與輸出之間的關(guān)系B.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成C.系統(tǒng)的受力情況D.系統(tǒng)的運動軌跡10.機械系統(tǒng)的振動特性分析中，常用的實驗方法不包括以下哪種？A.模態(tài)分析B.振動測試C.有限元分析D.疲勞試驗第II卷（非選擇題共70分）11.（10分）簡述機械動力學(xué)的研究內(nèi)容和意義。12.（15分）推導(dǎo)單自由度線性振動系統(tǒng)的運動方程，并說明其物理意義。13.（15分）某機械系統(tǒng)的等效動力學(xué)模型如圖所示，已知等效質(zhì)量$m_{eq}=10kg$，等效剛度$k_{eq}=1000N/m$，等效阻尼$c_{eq}=50N/(m/s)$。求該系統(tǒng)的固有頻率、阻尼比，并判斷系統(tǒng)的振動類型。14.（15分）材料：某機床主軸在工作過程中出現(xiàn)振動過大的問題，影響了加工精度。已知主軸的轉(zhuǎn)速為$n=1500r/min$，質(zhì)量$m=50kg$，等效剛度$k=2\times10^6N/m$，等效阻尼$c=1000N/(m/s)$。問題：分析主軸振動過大的原因，并提出改進措施。15.（15分）材料：某機械系統(tǒng)由電動機驅(qū)動，通過減速器帶動工作機運行。已知電動機的轉(zhuǎn)速為$n_1=1450r/min$，輸出功率$P_1=5kW$，減速器的傳動比$i=3$，工作機的轉(zhuǎn)速為$n_2$，效率$\eta=0.9$。問題：求工作機的轉(zhuǎn)速和輸入功率。答案：1.A2.D3.D4.B5.A6.A7.A8.D9.A10.D11.研究內(nèi)容：機械系統(tǒng)的運動學(xué)、動力學(xué)以及振動特性等。意義：為機械系統(tǒng)的設(shè)計、分析、優(yōu)化提供理論依據(jù)，提高機械系統(tǒng)的性能和可靠性。12.運動方程：$m\ddot{x}+c\dot{x}+kx=F(t)$。物理意義：描述了質(zhì)量塊在彈性力、阻尼力和外力作用下的運動規(guī)律。13.固有頻率：$\omega_n=\sqrt{\frac{k_{eq}}{m_{eq}}}=10rad/s$；阻尼比：$\zeta=\frac{c_{eq}}{2m_{eq}\omega_n}=0.25$；系統(tǒng)為欠阻尼振動。14.原因：主軸轉(zhuǎn)速接近固有頻率，產(chǎn)生共振。措施：改變主軸轉(zhuǎn)速，避開共振頻率；增加主軸剛度