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《湖南大學力學09級振動力學課程設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、《振動力學》課程設計工程力學20091210118王春雨題目：《振動力學》課程設計指導老師：唐駕時學生姓名：王春雨班級：工程力學0901班學號：20091210118電話：15200857684《振動力學》課程設計工程力學20091210118王春雨振動力學課程設計任務書一、課程設計的目的振動力學課程設計（大作業(yè)）是工程力學專業(yè)集中實踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容之一。學生運用所學的基礎理論和專業(yè)知識通過課程設計的實踐，鞏固和掌握振動力學課程的知識。通過課程設計使學生了解結(jié)構(gòu)振動研究的過程，培養(yǎng)學生的計算和分析能力。二、課程設計的要求學生需認真閱讀課程設計任務書，參考有關資料，在規(guī)定的時間內(nèi)獨立完成
2、課程設計任務。課程設計要求計算準確、文字通順、圖形精致。課程設計（含任務書和計算程序等）應裝訂成冊。三、課程設計的內(nèi)容振動力學課程設計（大作業(yè)）的內(nèi)容如下：1.在圖示扭轉(zhuǎn)振動系統(tǒng)中，I=6I,I=2I,I=I,k=5k,k=k,k=2k。123123建立系統(tǒng)的自由振動微分方程，要求寫出詳細的過程。2.求系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動固有頻率。k13.計算系統(tǒng)的振動模態(tài)，繪制主振型的示意圖。I1k24.計算系統(tǒng)的主質(zhì)量、主剛度和簡正振型矩陣。I25.初始條件為：TTθ0={0,0,0.02},θ&0={0.8,0,0},k3I3角位移單位為rad,角速度單位為rad/s。求系統(tǒng)自由振動的響應。6.在
3、質(zhì)量為I3的物體上作用簡諧扭矩m(t)=Msinωt，求系統(tǒng)強迫振0動的響應。-2-（共13頁）《振動力學》課程設計工程力學20091210118王春雨7.在質(zhì)量為I2的物體上作用非周期激勵m(t)=Mu(t)，u(t)為單位階0躍函數(shù)，求系統(tǒng)強迫振動的響應。8.在固定端和第1個物體之間安裝一個阻尼系數(shù)為c的阻尼器，在第11個和第2個物體之間安裝一個阻尼系數(shù)為c的阻尼器，在第2個和2第3個物體之間安裝一個阻尼系數(shù)為c的阻尼器。已知：3c=c,c=7c,c=2c。建立系統(tǒng)的有阻尼振動微分方程，計算系統(tǒng)的阻123尼矩陣、模態(tài)阻尼矩陣。9.用瑞利法估算系統(tǒng)的基頻。10.用傳遞矩陣法計算系
4、統(tǒng)的固有頻率和模態(tài)。-3-（共13頁）《振動力學》課程設計工程力學20091210118王春雨課程設計的內(nèi)容1.以轉(zhuǎn)角θ、θ、θ為廣義坐標，易得123???T=Iθ2+Iθ2+1Iθ2（1.1）31223V=5kθ2+1k(θ?θ)2+k(θ?θ)2（1.2）2122132?2???2V?利用公式=??T?k=??（i.j=1、2、3）可求得mij????ij??q?q???q?q??ij?0?ij?0?600??6-10?質(zhì)量矩陣：????M=I020剛度矩陣：K=k-13-2??????001????0-22??所以系統(tǒng)的自由振動微分方程為??Mθi+Kθ=0（i=1、2、3）
5、（1.3）i2.方程（1.3）有特解：x=Asin(wt+θ)代入（1.3）得(2)0K?wMA=（2.1）系統(tǒng)的頻率方程為20K?wM=（2.2）令I2λ=()w，可將（2.2）式化為λ的頻率方程k32?12λ+54λ?53λ+10=0（2.3）用matlab（見附錄-2）解得λ=0.2478λ=1.0503λ=3.2019123因此系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動固有頻率為-4-（共13頁）《振動力學》課程設計工程力學20091210118王春雨kkkw=0.4978w=1.0248w=1.7894123III3.將λ(i=1、2、3)代入（2.1）式得i?6?6λi?10???{(i)}0?1
6、3?2λ?2=?i?Φ?0?22?λ??i?可計算出各階振動模態(tài)為?0.1941??-1.5734??0.0455?(1)??(2)??(3)??φ=?0.8761?φ=?0.4749?φ=?-0.6010????????1.0000??1.0000??1.0000?各階對應的振型示意圖為系統(tǒng)的模態(tài)為?0.1941-1.57340.0455???Φ=?0.87610.4749-0.6010???1.00001.00001.0000??4.利用公式(i)T(i)(i)T(i)TTM=φMφK=φKφ或M=ΦMΦK=ΦKΦpipipp用matlab（見附錄-4）可求得系統(tǒng)主質(zhì)量、主剛度
7、分別為?2.76120.00000.0000???Mp=I?0.000016.30460.0000???0.00000.00001.7348???0.68420.00000.0000???Kp=k?0.000017.12490.0000???0.00000.00005.5547??-5-（共13頁）《振動力學》課程設計工程力學20091210118王春雨(i)(i)?1/2φ=φM利用公式Npi可求得各階簡正模態(tài)為?0.1168??-0.3897??0.0345?(1
