2025年大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造（機(jī)械動(dòng)力學(xué)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。(總共10題，每題3分)w1.機(jī)械動(dòng)力學(xué)主要研究機(jī)械在力的作用下的（）。A.運(yùn)動(dòng)規(guī)律B.能量轉(zhuǎn)換C.振動(dòng)特性D.以上都是w2.當(dāng)機(jī)械系統(tǒng)的等效質(zhì)量增加時(shí)，其慣性（）。A.增大B.減小C.不變D.不確定w3.等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與哪些因素有關(guān)（）。A.各構(gòu)件的質(zhì)量B.各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量C.構(gòu)件的回轉(zhuǎn)半徑D.以上都是w4.機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型中，等效質(zhì)量（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）是根據(jù)（）來(lái)確定的。A.動(dòng)能相等原則B.勢(shì)能相等原則C.功率相等原則D.力相等原則w5.對(duì)于單自由度機(jī)械系統(tǒng)，其運(yùn)動(dòng)方程通常是（）。A.一階微分方程B.二階微分方程C.三階微分方程D.四階微分方程w6.當(dāng)機(jī)械系統(tǒng)作加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其等效驅(qū)動(dòng)力矩（）等效阻抗力矩。A.大于B.小于C.等于D.不確定w7.機(jī)械振動(dòng)的類型不包括以下哪種（）。A.自由振動(dòng)B.受迫振動(dòng)C.隨機(jī)振動(dòng)D.自激振動(dòng)w8.簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特點(diǎn)是（）。A.位移隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化B.速度隨時(shí)間按余弦規(guī)律變化C.加速度與位移成正比且方向相反D.以上都是w9.機(jī)械系統(tǒng)的固有頻率主要取決于（）。A.系統(tǒng)的剛度和質(zhì)量B.系統(tǒng)的阻尼C.外界激勵(lì)D.系統(tǒng)的工作環(huán)境w10.增大機(jī)械系統(tǒng)的阻尼可以（）。A.減小振動(dòng)幅度B.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性C.改變系統(tǒng)固有頻率D.A和B第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每題3分，共15分）w11.機(jī)械動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容包括機(jī)械的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及（）。w12.等效質(zhì)量（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）的計(jì)算是基于（）原理。w13.機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式是描述系統(tǒng)（）與外力之間關(guān)系的方程。w14.自由振動(dòng)的頻率稱為（）。w15.受迫振動(dòng)的頻率等于（）的頻率。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）w16.簡(jiǎn)述等效動(dòng)力學(xué)模型的建立步驟。w17.說(shuō)明影響機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)的主要因素。四、分析題（每題15分，共30分）材料：某簡(jiǎn)單機(jī)械系統(tǒng)由兩個(gè)構(gòu)件組成，構(gòu)件1質(zhì)量為m1，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J1，構(gòu)件2質(zhì)量為m2，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J2。兩構(gòu)件通過(guò)傳動(dòng)比為i的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接。已知作用在構(gòu)件1上的驅(qū)動(dòng)力矩為M1，作用在構(gòu)件2上的阻抗力矩為M2。w18.試推導(dǎo)該機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型，包括等效質(zhì)量（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）和等效力矩。w19.若該系統(tǒng)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象，分析可能導(dǎo)致振動(dòng)的原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。五、綜合題（共5分）材料：有一機(jī)械系統(tǒng)在工作過(guò)程中出現(xiàn)了異常振動(dòng)。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)其振動(dòng)頻率與外界某激勵(lì)頻率相近。已知該機(jī)械系統(tǒng)的固有頻率為ωn=100rad/s，外界激勵(lì)頻率為ω=95rad/s。w20.分析該機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)的類型，并說(shuō)明理由。針對(duì)這種情況，提出至少一種解決振動(dòng)問(wèn)題的方法。答案：w1.D；w2.A；w3.D；w4.A；w5.B；w6.A；w7.C；w8.D；w9.A；w10.D；w11.振動(dòng)；w12.動(dòng)能相等；w13.運(yùn)動(dòng)；w14.固有頻率；w15.外界激勵(lì)；w16.先確定系統(tǒng)的自由度，分析各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)和受力，根據(jù)動(dòng)能相等原則計(jì)算等效質(zhì)量（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量），再根據(jù)功率相等原則計(jì)算等效驅(qū)動(dòng)力矩和等效阻抗力矩。；w17.主要因素有系統(tǒng)的剛度、質(zhì)量、阻尼，外界激勵(lì)的頻率和幅值等。剛度和質(zhì)量影響固有頻率，阻尼影響振動(dòng)衰減，外界激勵(lì)頻率接近固有頻率易引發(fā)共振。；w18.等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Je=J1+J2/i2，等效質(zhì)量（考慮平動(dòng)）Me=m1+m2/i2。等效驅(qū)動(dòng)力矩為M1，等效阻抗力矩為M2/i。推導(dǎo)過(guò)程：根據(jù)動(dòng)能相等原則計(jì)算等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和平動(dòng)質(zhì)量，再根據(jù)功率關(guān)系確定等效力矩。；w19.可能原因：構(gòu)件質(zhì)量分布不均、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)存在間隙、外界激勵(lì)頻率接近固有頻率引發(fā)共振等。改進(jìn)措施：優(yōu)化構(gòu)件質(zhì)量分布、調(diào)整傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙、改變系統(tǒng)固有頻率使其遠(yuǎn)離外界激勵(lì)頻率等