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。（）
2、平衡是在运动设计完成之前的一种动力学设计。（X ）
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。（）
4、优化平衡就是采用优化的方法获得一个绝对最佳解。（X）
5、在动力分析中主要涉及的力是驱动力和生产阻力。（）
6、通路定理是用来判断能否实现摆动力完全平衡的理论。（X ）
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。（）
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。（）
9、无论如何，等效力与机械驱动构件的真实速度无关。（）
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。（）
11、摆动力的平衡一定会导致机械结构的复杂化。（X）
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。（）
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。（X ）
14、机器人操作机是一个多自由度的闭环的空间机构。（X）
15、速度越快，系统的固有频率越大。（ X）
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。（X）
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。（）
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。（）
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。（X）
20、弹性动力分析考虑构件的弹性变形。（）
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。（）
22、摆动力的完全平衡常常会导致机械结构的简单化。（X）
23、机构摆动力矩完全平衡的条件为机构的质量矩为常数。（X）
24、机构摆动力完全平衡的条件为机构的质量矩为常数。（）
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。（X）
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。（）
27、当以电动机为原动机时，驱动力矩是速度的函数。（ X）
28、等效质量和等效转动惯量与质量有关。（X ）
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。（）
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。（）
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（），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（）。
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（）。
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（）。
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（）。
A、速度
B、体积
C、摩擦
D、振动
36、机构摆动力矩完全平衡的条件为机构的（）为常数。
A、质量矩
B、动量矩
C、转动惯量
D、惯性矩
37、摆动力的完全平衡常常会导致机械结构的（）。
A、简单化
B、轻量化
C、复杂化
D、大型化
38、当取定轴转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（）。
A、等效质量
B、等效转动惯量
C、等效力
D、等效力矩
39、等效质量和等效转动惯量与（）有关。
A、传动比
B、质量
C、转动惯量
D、等效力
40、输入功大于输出功，其差值是（）。
A、盈功
B、亏功
C、正功
D、负功
41、在以下所有方法中，概念最清晰、易于理解的是（）。
A、广义质量代换法
B、线性独立矢量法
C、质量矩替代法
D、有限位置法
42、优化平衡就是采用优化的方法获得一个（）。
A、绝对最佳解
B、相对最佳解
C、实际解
D、理论解
43、在含有连杆机构或凸轮机构等变速比传动的系统中，传动比仅与机构的（）有关。
A、速度
B、角速度
C、加速度
D、位置
44、当以电动机为原动机时，驱动力矩是（）的函数。
A、加速度
B、角加速度
C、速度
D、角速度
45、机器本身是振源，将其与地基隔离开来，以减少其对周围的影响，称为（）。
A、隔振
B、减振
C、被动隔振
D、主动隔振
46、在研究摆动力的平衡时，不涉及惯性力矩，可以采用（）。
A、静代换
B、动代换
C、静力代换
D、摆动力代换
47、在研究摆动力矩的平衡时，则必须采用（）。
A、静代换
B、动代换
C、静力代换
D、摆动力代换
48、机构运转中产生的惯性载荷造成的影响有（）。
A、提高机械的精度
B、提高机械的可靠性
C、加剧磨损
D、提高机械效率
49、以下几种方法中，不是机械刚体动力学研究的分析方法的是（）。
A、静力分析
B、动态静力分析
C、动力分析
D、弹性动力分析
50、不是现代机械设计的特征是（）。
A、大型化
B、精密化
C、高速化
D、轻量化
51、机构的总质心为零的是（）。
A、总质心作匀速直线运动
B、总质心作变速直线运动
C、总质心作圆周运动
D、总质心作减速运动
52、机构摆动力完全平衡的条件为：机构运动时机构的动量矩为（）。
A、0
B、关于速度的函数
C、关于质量的函数
D、常数
53、无法实现摆动力完全平衡的方法有（）。
A、加配重
B、合理布置机构
C、设置附加机构
D、减小体积
54、可以引起机构在机座上的振动的是（）。
A、速度的变化
B、摆动力
C、速度的周期变化
D、加速度的变化
55、摆动力完全平衡的缺点有（）。
A、减少振动
B、减小摩擦
C、使机械结构复杂化
D、使机械体积增加
56、以下选项中，不能归为阻尼的是（）。
A、物体的内力
B、物体表面间的摩擦力
C、周围介质的阻力
D、材料的内摩擦
57、飞轮有（）的作用。
A、平衡器
B、储能器
C、加大系统加速度
D、减小系统惯性
58、描述等效构件运动的方程式形式有（）。
A、能量形式
B、动量形式
C、加速度形式
D、平衡力形式
59、为了使得等效构件的运动与机构中该构件的运动一致，不能将（）等效地折算到该机构上。
A、全部外力
B、所有质量
C、所有转动惯量
D、全部内力
60、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（）折算到该构件上得到等效质量。
A、全部外力
B、质量和转动惯量
C、转动惯量
D、全部内力
三、多选题（每小题2分，共15题，共30分）
61、机械动力学的分析方法按功能分类可分为（）和（）。
A、动力学反问题
B、动力学正问题
C、运动学正问题
D、运动学反问题
62、假定构件为刚体，且忽略构件的弹性变形的分析方法有（）。
A、静力分析
B、动态静力分析
C、弹性动力分析
D、动力分析
63、根据惯性载荷造成的危害，机构的平衡可分为以下几种（）。
A、机构在机座上的平衡
B、机构输入转矩的平衡
C、机构滑动副中动压力的平衡
D、运动副中动压力的平衡
64、机构的总质心为零，有（）这些可能。
A、总质心作匀速直线运动
B、总质心作变速直线运动
C、总质心作圆周运动
D、总质心静止不动
65、以下选项中，可以引起机构在机座上的振动的有（）。
A、速度的变化
B、摆动力
C、摆动力矩的周期变化
D、加速度的变化
66、以下选项中，以动态静力分析方法为基础计算出来的是（）。
A、运动副反力
B、平衡力矩
C、摆动力矩
D、摆动力
67、作用在机械上的力有（）。
A、驱动力
B、重力
C、摩擦力
D、生产阻力
68、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（）折算到该构件上得到等效质量。
A、全部外力
B、质量
C、转动惯量
D、全部内力
69、描述等效构件运动的方程式有（）。
A、能量形式
B、动量形式
C、力矩形式
D、平衡力形式
70、工业机器人通常由（）组成。
A、执行机构
B、驱动装置
C、控制系统
D、传感系统
71、机械系统运转的全过程可分为（ ）这几个阶段。
A 、急停阶段
B 、启动阶段
C 、稳定运转阶段
D 、停车阶段
72、在动力分析中，主要涉及的力是（ ）。
A 、驱动力
B 、重力
C 、摩擦力
D 、生产阻力
73、以下选项中，与等效力有关的是（ ）。
A 、外力
B 、传动比
C 、ωj /v
D 、v k /v
74、以下选项中，与等效力矩有关的是（ ）。
A 、外力据
B 、传动比
C 、ωj /ω
D 、v k /ω
75、以下选项中，可归为阻尼的有（ ）。
A 、物体的内力
B 、物体表面间的摩擦力
C 、周围介质的阻力
D 、材料的内摩擦
四、填空题（每空2分，共30空，共60分）
76、从惯性载荷被平衡的程度看，平衡可分为 、 和 。
77、机械动力学的分析方法按功能分类可分为 和 。
78、动力学的分析方法按水平分类，可分为 、 、 和 。
79、用质量再分配实现摆动力的完全平衡，其分析方法主要有 、 、 和 。
80、机械系统运转的全过程可分为 、 和 这几个阶段。
81、机器人动力学是机器人 、 和 的基础。
82、工业机器人通常由 、 、 和 组成。
83、二自由度系统的等效转动惯量是系统的 、 、 和 的函数。
84、实现摆动力完全平衡的方法有 、 和 。
五、计算题（第85、86题各30分，第87题10分，第88题20分，共90分）
85、如图所示为一对心曲柄滑块机构。曲柄以转速度1ω作等速回转运动，曲柄与水平方向夹角为1θ，曲柄长度为r ，质心与其回转中心A 重合。连杆长度l ，连杆与水平方向夹角为2θ，连杆质心2S 到铰链B 的距离2B L S =，连杆质量2m ，对其质心的转动惯量2J 。滑块质量3m ，其质心与铰链C 重合。
1)画出曲柄、连杆和滑块的受力分析图；2）写出曲柄、连杆和滑块的平衡方程。
图1对心曲柄滑块机构 图2曲柄滑块机构
86、如图2所示曲柄滑块机构，已知构件1转动惯量J 1，质心在O 点，构件2质量m 2，质心C 2，转动惯量J c2，构件3质量m 3，构件1上有驱动力矩M 1，构件3有阻力F 3。以构件1为等效构件，求等效构件的等效转动惯量、等效力矩、等效驱动力矩和等效阻力矩。
87、承受集中载荷的简支梁如图3所示。梁的跨度l =350cm ，梁的截面惯性矩I=406cm 4
。材料为铝，弹性模量为E=7×104MPa ，密度为ρ=2700kg/m 3。设有一重物G 1=2400N 从h=2.5cm 高处落下，落于跨度的中点。求梁的固有频率。（忽略梁自身的重力）
注：简支梁在重物作用下的中点静挠度为 31st 48G l EI δ=
图3承受集中载荷的简支梁 图4 机器安装示意图
88、一个质量20Kg 的机器，按图4所示方式安装。若弹簧的总刚度为17KN/m ，总阻尼为300m s N ?。
试求初始条件mm x 250=，s mm x
3000= 时的振动响应。
期末复习题
《机械动力学》参考答案
一、判断题
1-5√×√×√ 6-10×√√√√ 11-15 ×√××× 16-20 ×√√×√
21-25 √××√× 26-30 √××√√
二、单选题
31-35 BCBCD 36-40 AABCC 41-45 BBDDD 46-50 ABCDA 51-55 ADDBC
56-60 ABADB
三、多选题
61.AB 62.ABD 63.ABD 64.AD 65.BC 66.ABCD 67.ABCD 68.BC 69.AC 70.ABCD
71.BCD 72.AD 73.ABCD 74.ABCD 75.BCD
四、填空题
76、部分平衡、完全平衡、优化综合平衡
77、动力学反问题、动力学正问题
78、静力分析、动态静力分析、动态分析、弹性动态分析
79、广义质量代换法、线性独立矢量法、质量矩替代法、有限位置法
80、启动阶段、稳定运转阶段、停车阶段
81、操作机设计、控制器设计、动态性能分析
82、执行机构、驱动装置、控制系统、传感系统
83、时间、惯性参数、几何参数、广义坐标
84、加配重、合理布置机构、设置附加机构
五、计算题
85、解：1）各个构件的受力图如下所示：（曲柄连杆滑块各5分，共15分）
2）根据受力图可以得到曲柄平衡方程如下：（各个构件的平衡方程分别为5分，共15分）
RB RA 1RB
d F F 0P F M 0?-=???+=?? 化为标量式为：RBX RAX RBy RAy B F F 0F F 0x 0RBy B RBx d F y F M ?-=?-=??-+=?
其中：11x cos ,sin B B r y r θθ==
根据受力图可以得到连杆平衡方程如下：
RC RB 222222
F F m RC RB S P F q F J θ?-=???-?=?? 化为标量式为：
222222RCx RBx 2RCy RBy 222
F F F F ()()()()s s c s RCy c s RCx B s RBy B s RBx m x m y x x F y y F x x F y y F J θ?-=??-=??-----+-=?? 其中：22
1212x cos cos ,sin sin s s r L y r L θθθθ=+=- 12c x cos cos y 0c r l θθ=+=，
根据受力图可以得到滑块平衡方程如下：
RC 33F m S -=
化为标量式为：
33RCx 33F 0s RDy RCy s m x F F m y -=???-==??
其中：33
12x cos cos ,0s c s c x r l y y θθ==+== 86、解：
（2分）
图2
以构件1为等效构件时，等效动力学模型如上图2。等效构件的角速度与构件1的角速度同为ω1。 根据等效构件所具有的动能等于原机械系统的总动能；等效转动惯量J e 为：
2133212221221???? ??+???? ??+???? ??+=ωωωωv m v m J J J c c e （12分）
根据等效构件的瞬时功率等于原机械系统的总瞬时功率，等效力矩M e 为：
???? ??+=13331cos ωαv F M M e （6分）
其中，3α为F 3与V 3
的夹角，下同。 等效驱动力矩M d ：
1
M M d =
（4分） 等效阻力矩M r ： ???? ??-=1333cos ωαv F M r （6分）
87、解：重物可视为一个集中的质量块，而梁则可视为一个没有质量的弹簧。重物落到梁上以后可将此系统视为一个单自由度振动系统。重物振动位移计算的坐标原点取其静力平衡位置。那么，这一自由振动的初始位移的绝对值应等于梁在重物作用下的静挠度，而重物下落所获得的速度即为自由振动的初始速度。
根据材料力学可知，简支梁在重物作用下的中点静挠度为
31st 48G l EI
δ= 由此可计算出梁的静变形为δst=0.735cm 。 (2分)
梁的刚度为 1k st G δ=
(4分) 固有频率为
n 36rad s ω (4分)
88、解：由0=++kx x c x m
代入数据后得 08501501017300203=++=?++x x x x x x
（8分）
其中，152=a ，
8502=n ω，计算阻尼比和固有圆频率
17.2826.012.291126.02
.295.722=-?=-=<===ζωωωζn d n a
（4分）
将初始条件代入
00020020arctan )(ax x
x ax x
x A d d
+=++= ω?ω （4分）
得：
o
d d
ax x x mm ax x
x A 3.555
.25.730017.2825arctan arctan )(4.30)17.2825.7300(25)(0002220020?+?=+==?++=++= ω?ω（2分）
则系统的振动响应为
)96.017.28sin(4.305.7+=-t e x t （2分）
《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
机械动力学考试题201207012 1.“机械动力学”主要研究哪些内容，请以任一机器为对象举例说明研究内容及其相互关 系。（10分） 答：机械动力学是研究机械在力的作用下的运动和机械在运动中产生的力，并从力与运动的相互作用的角度进行机械设计和改进的科学。 动力学主要研究内容概括起来有：1，共振分析；2，振动分析与动载荷计算；3，计算机与现代测试技术的运用；4，减震与隔振。 柴油机上的发动机，发动机不平衡时会产生很强的地面波，从而产生噪声，而承受震动的结构，发动机底座，会由于振动引起的交变应力而导致材料的疲劳失效，而且振动会加剧机械零部件的磨损，如轴承和齿轮的磨损等，并使机械中的紧固件如螺母等变松。在加工时还会导致零件加工质量变差。通过对共振的研究和分析，使机械的运转频率避免共振区，避免机械共振事故的发生，通过振动分析与动载荷计算可以求出在外力作用下机械的真实运动，运用计算机和现代测试技术对机械的运行状态进行检测，以及故障诊断，模态分析以及动态分析，现实中机器运转时由于各种激励因素的存在，不可避免发生振动，为了减小振动，通常在机器底部加装弹簧，橡胶等隔振材料。 2.机构动态静力分析主要研究哪些内容，请描述分析过程，此分析在机器设计中是为了解 决什么问题？（10分） 答：根据达朗贝尔原理，将惯性力和惯性力矩计入静力平衡方程，求出为平衡静载荷和动载荷而需要加在原动构件上施加的力或力矩，以及各运动副中的反作用力。这就是动态静力分析。 随着机械速度的提高，构件的惯性力不能再被忽略，而且采取动态静力学方法可以最大限度的优化设计，保证产品没有设计上的问题。使得机械系统在设定的限制条件下得到最佳的动态性能。 机构动态静力分析的基本步骤是：首先将所有的外力、外力矩（包括惯性力和惯性力矩以及待求的平衡力和平衡力矩）加到机构的相应构件上；然后将各构件逐一从机构中分离并加上约束反力后、写出一系列平衡方程式；最后通过联立求解这些平衡方程式，求出各运动副中的约束反力和需加于机构上的平衡力或平衡力矩。 3.转子动平衡的精度是指什么？G2.5是什么意思？（5分） 答：转子的平衡精度规定了转子的许用不平衡量，只要转子的剩余不平衡量小于许用不平衡量就可以满足工作要求。 G2.5，转子的许用不平衡量即平衡精度为2.5mm/s 4.简述在刚性运动前提下，如何进行运动构件的真实运动分析求解（请列出步骤）？（10 分） 答：首先建立等效力学模型，将复杂的机械系统简化为一个构件，即等效构件，根据质点系动能定理，将作用于机械系统上的所有外力和外力矩、所有构件的质量和转动惯量，都向等效构件转化；其次计算等效构件上的等效量（包括等效力矩，等效力，等效质量，等效转动惯量）；再次建立等效构件的运动方程式，有两种形式，能量形式和力矩形式；最后通过方程式求出等效构件的角速度函数和角加速度函数，这样便可以求出机械系统的真实运动规律。 5.在弹性运动假设下，有哪些弹性动力学建模方法，各有什么特点？请解释“瞬时刚化” 的概念。（5分） 答：弹性动力学模型有集中参数模型和有限元模型。集中参数模型建立起的运动方程为常微
1第一章空气动力学 基础知识
第四单元飞机与飞机系统 第一章空气动力学基础知识 1.1 大气层和标准大气 1.1.1 地球大气层 地球表面被一层厚厚的大气层包围着。飞机在大气层内运动时要和周围的介质——空气——发生关系，为了弄清楚飞行时介质对飞机的作用，首先必须了解大气层的组成和空气的一些物理性质。 根据大气的某些物理性质，可以把大气层分为五层：即对流层(变温层)、平流层(同温层)、中间层、电离层(热层)和散逸层。 对流层的平均高度在地球中纬度地区约11公里，在赤道约17公里，在两极约8公里。对流层内的空气温度、密度和气压随着高度的增加而下降，并且由于地球对大气的引力作用，在对流层内几乎包含了全部大气质量的四分之三，因此该层的大气密度最大、大气压力也最高。大气中含有大量的水蒸气及其它微粒，所以云、雨、雪、雹及暴风等气象变化也仅仅产生在对流层中。另外，由于地形和地面温度的影响，对流层内不仅有空气的水平流动，还有垂直流动，形成水平方向和垂直方向的突风。对流层内空气的组 成成分保持不变。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢1
从对流层顶部到离地面约30公里之间称为平流层。在平流层中，空气只有水平方向的流动，没有雷雨等现象，故得名为平流层。同时该层的空气温度几乎不变，在同一纬度处可以近似看作常数，常年平均值为摄氏零下56.5度，所以又称为同温层。同温层内集中了全部大气质量的四分之一不到一些，所以大气的绝大部分都集中在对流层和平流层这两层大气内，而且目前大部分的飞机也只在这两层内活动。 中间层从离地面30公里到80至100公里为止。中间层内含有大量的臭氧，大气质量只占全部大气总量的三千分之一。在这一层中，温度先随高度增加而上升，后来又下降。 中间层以上到离地面500公里左右就是电离层。这一层内含有大量的离子(主要是带负电的离子)，它能发射无线电波。在这一层内空气温度从-90℃升高到1 000℃，所以又称为热层。高度在150公里以上时，由于空气非常稀薄，已听不到声音。 散逸层位于距地面500公里到1 600公里之间，这里的空气质量只占全部大气质量的1011 ，是大气的最外一层，因此也称之为“外层大气”。 1.1.2 大气的物理性质 大气的物理性质主要包括：温度、压强、密度、粘性和可压缩性等。 气体的压强p是指气体作用于容器内壁的单位面积上的正压力。大气的压强是指大气垂直地作用于物体表面单位面积上的力。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
… 2008年振动力学期末考试试题 第一题（20分） 1、在图示振动系统中，已知：重物C 的质量m 1，匀质杆AB 的质量m 2，长为L ，匀质轮O 的质量m 3，弹簧的刚度系数k 。当AB 杆处于水平时为系统的静平衡位置。试采用能量法求系统微振时的固有频率。 解： 系统可以简化成单自由度振动系统，以重物C 的位移y 作为系统的广义坐标，在静平衡位置时 y ＝0，此时系统的势能为零。 AB 转角： 系统动能： % m 1动能： m 2动能： m 3动能： 系统势能： 在理想约束的情况下，系统的主动力为有势力，则系统的机械能守恒，因而有： 上式求导，得系统的微分方程为： E y m m m k y '=+++) 2 1 31(4321 固有频率和周期为： ~ ) 2 131(43210m m m k ++= ω 2、质量为m 1的匀质圆盘置于粗糙水平面上，轮缘上绕有不可伸长的细绳并通过定滑轮A 连在质量为m 2的物块B 上；轮心C 与刚度系数为k 的水平弹簧相连；不计滑轮A ，绳及弹簧的质量，系统自弹簧原长位置静止释放。试采用能量法求系统的固有频率。 解：系统可以简化成单自由度振动系统，以重物B 的位移x 作为系统的广义坐标，在静平衡位置时 x ＝0，此时系统的势能为零。 物体B 动能：2212 1 x m T = 轮子与地面接触点为速度瞬心，则轮心速度为x v c 21=，角速度为x R 21=ω，转过的角度为x R 21 = θ。轮子动能： )83 (21)41)(21(21)41(212121212221212212x m x R R m x m J v m T c =+=+=ω \ x
机械动力学 一、选择题 (共33题) 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 考生答案：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 考生答案：C 3、 摆动力的完全平衡常常会导致机械结构的（）。 A、 简单化 B、 轻量化 C、 复杂化 D、 大型化 考生答案：C 4、 输入功大于输出功,其差值是（）。 A、
B、 亏功 C、 正功 D、 负功 考生答案：C 5、 在含有连杆机构或凸轮机构等变速比传动的系统中,传动比仅与机构的（）有关。 A、 速度 B、 角速度 C、 加速度 D、 位置 考生答案：D 6、 在研究摆动力的平衡时,不涉及惯性力矩,可以采用（）。 A、 静代换 B、 动代换 C、 静力代换 D、 摆动力代换 考生答案：A 7、 以下几种方法中,不是机械刚体动力学研究的分析方法的是（）。 A、 静力分析 B、 动态静力分析 C、 动力分析 D、 弹性动力分析 考生答案：D 8、 机构摆动力完全平衡的条件为:机构运动时机构的动量矩为（）。
B、 关于速度的函数 C、 关于质量的函数 D、 常数 考生答案：D 9、 摆动力完全平衡的缺点有（）。 A、 减少振动 B、 减小摩擦 C、 使机械结构复杂化 D、 使机械体积增加 考生答案：C 10、 描述等效构件运动的方程式形式有（）。 A、 能量形式 B、 动量形式 C、 加速度形式 D、 平衡力形式 考生答案：A 11、 动态静力分析应用于（）。 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 考生答案：C 12、
第四单元飞机与飞机系统 第一章空气动力学基础知识 1.1 大气层和标准大气 1.1.1 地球大气层 地球表面被一层厚厚的大气层包围着。飞机在大气层内运动时要和周围的介质——空气——发生关系，为了弄清楚飞行时介质对飞机的作用，首先必须了解大气层的组成和空气的一些物理性质。 根据大气的某些物理性质，可以把大气层分为五层：即对流层(变温层)、平流层(同温层)、中间层、电离层(热层)和散逸层。 对流层的平均高度在地球中纬度地区约11公里，在赤道约17公里，在两极约8公里。对流层内的空气温度、密度和气压随着高度的增加而下降，并且由于地球对大气的引力作用，在对流层内几乎包含了全部大气质量的四分之三，因此该层的大气密度最大、大气压力也最高。大气中含有大量的水蒸气及其它微粒，所以云、雨、雪、雹及暴风等气象变化也仅仅产生在对流层中。另外，由于地形和地面温度的影响，对流层内不仅有空气的水平流动，还有垂直流动，形成水平方向和垂直方向的突风。对流层内空气的组成成分保持不变。 从对流层顶部到离地面约30公里之间称为平流层。在平流层中，空气只有水平方向的流动，没有雷雨等现象，故得名为平流层。同时该层的空气温度几乎不变，在同一纬度处可以近似看作常数，常年平均值为摄氏零下56.5度，所以又称为同温层。同温层内集中了全部大气质量的四分之一不到一些，所以大气的绝大部分都集中在对流层和平流层这两层大气内，而且目前大部分的飞机也只在这两层内活动。 中间层从离地面30公里到80至100公里为止。中间层内含有大量的臭氧，大气质量只占全部大气总量的三千分之一。在这一层中，温度先随高度增加而上升，后来又下降。 中间层以上到离地面500公里左右就是电离层。这一层内含有大量的离子(主要是带负电的离子)，它能发射无线电波。在这一层内空气温度从-90℃升高到 1 000℃，所以又称为热层。高度在150公里以上时，由于空气非常稀薄，已听不到声音。 散逸层位于距地面500公里到1 600公里之间，这里的空气质量只占全部大气质量的1011 ，是大气的最外一层，因此也称之为“外层大气”。 1.1.2 大气的物理性质 大气的物理性质主要包括：温度、压强、密度、粘性和可压缩性等。
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
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。
直升机空气动力学习题集 绪论 (0-1)试计算Z-8直升机的旋翼实度σ、桨尖速度ΩR和海平面标准大气条件下的桨尖M数。 (0-2)Z-9直升机的旋翼桨叶为线性负扭转。试画出以桨距Ф7=11。作悬停飞行的桨叶上r=（0.29～1.0）一段的剖面安装角()rφ→分布。 (0-3)关于反扭矩的是非题： a) 尾桨拉力用以平衡发动机的反扭矩，所以尾桨的位置要比发动机高。（） b) 尾桨拉力用以平衡旋翼的反扭矩，所以尾桨位置距旋翼轴很远。（） c）双旋翼直升机的两付旋翼总是彼此反向旋转的。（） d) 尾桨没有反扭矩。（） (0-4) 关于旋翼参数的是非题： a）旋翼的半径就是桨叶的长度。（） b) 测量桨叶的根部宽度及尖部宽度，就可以得到桨叶的根梢比。（） c) 测量桨叶的根部及尖部之间的倾斜角之差，就得到桨叶的扭度。（）
d) 台式电风扇实度接近1。 （ ） (0-5) 假定Y-2直升机在某飞行状态下，旋翼拉力T=1200公斤，试计算 其C T 值。(海平面标准大气) 第一章 (1-1) 论证在垂直上升状态旋翼的滑流形状是图（a ）而不是图（b ） (1-2) 假定Y-2直升机在垂直飞行状态发动机的功率有84%传递给旋翼， 且悬停时悬疑的 型阻功率为诱导功率的一半，桨端损失系数к=0.92； a) 求在海平面标准大气条件下悬停时桨盘外的诱导速度； b) 求在海平面标准大气条件下悬停时的诱导功率、相对效率和直升机的单位马力载 荷； c) 若以V 0=(1/3)v 10的速度作垂直爬升，此时桨盘处的诱导速度多大？诱导功率多大？ 若型阻功率与悬停时相同，旋翼消耗的总功率多大？ (1-3) 上题中，若飞行重量增大20%，除增大桨距外保持其他条件及型阻 功率不变，那么其悬停诱导功率及相对效率将是多大？ (1-4) 既然 a) 是否可以认为，只要把旋翼直径做得很大，就可以用很小功率的 发动机做成重型直升机？ b) 直升机的发展趋势为什么是p 趋向增大？ (1-5) 试根据0η的定义导出0η与桨盘载荷p 的关系。假定型阻功率与p
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。
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。（） 2、平衡是在运动设计完成之前的一种动力学设计。（） 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。（） 4、优化平衡就是采用优化的方法获得一个绝对最佳解。（） 5、在动力分析中主要涉及的力是驱动力和生产阻力。（） 6、通路定理是用来判断能否实现摆动力完全平衡的理论。（） 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。（） 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。（） 9、无论如何，等效力与机械驱动构件的真实速度无关。（） 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。（） 11、摆动力的平衡一定会导致机械结构的复杂化。（） 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。（） 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。（） 14、机器人操作机是一个多自由度的闭环的空间机构。（） 15、速度越快，系统的固有频率越大。（） 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。（）
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。（） 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。（） 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。（） 20、弹性动力分析考虑构件的弹性变形。（） 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。（） 22、摆动力的完全平衡常常会导致机械结构的简单化。（） 23、机构摆动力矩完全平衡的条件为机构的质量矩为常数。（） 24、机构摆动力完全平衡的条件为机构的质量矩为常数。（） 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。（） 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。（） 27、当以电动机为原动机时，驱动力矩是速度的函数。（） 28、等效质量和等效转动惯量与质量有关。（） 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。（） 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。（） 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（），求解输入转矩和各运动副反力及其变化规律。
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。
1、作用在流体的质量力包括（D ） Ａ压力Ｂ摩擦力Ｃ表面张力Ｄ惯性力 2、层流与紊流的本质区别是：（ D ） A. 紊流流速>层流流速； B. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C. 层流的雷诺数<紊流的雷诺数； D. 层流无径向脉动，而紊流有径向脉动 3、已知水流的沿程水力摩擦系数 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于（ D ） A 层流区； B 紊流光滑区； C 紊流过渡粗糙区； D 紊流粗糙区。 4、一个工程大气压等于( B )Pa; ( C )Kgf.cm-2。 A 1.013×105 B 9.8×104 C 1 D 1.5 5、长管的总水头线与测压管水头线（ A ） A相重合；B相平行，呈直线； C相平行，呈阶梯状；D以上答案都不对。 6、绝对压强p abs、相对压强p 、真空值p v、当地大气压强p a之
间的关系是（ C ） Ａp abs=p+p v Ｂp=p abs+p a Ｃp v=p a-p abs Ｄ p = p a b s - p V 7、将管路上的阀门关小时,其阻力系数（ C ） A. 变小 B. 变大 C. 不变 8、如果忽略流体的重力效应，则不需要考虑哪一个相似性参数？( B ) A弗劳德数 B 雷诺数 C.欧拉数D马赫数 9、水泵的扬程是指 （ C ） A 水泵提水高度； B 水泵提水高度+吸水管的水头损失；
C 水泵提水高度+ 吸水管与压水管的水头损失。 10、紊流粗糙区的水头损失与流速成（ B ） A 一次方关系； B 二次方关系； C 1.75～2.0次方关系。 11、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数( C ) A 急流和缓流； B 均匀流和非均匀流； C 层流和紊流； D 恒定流和非恒定流。 12、离心泵的性能曲线中的H－Q线是在( B )情况下测定的。 A. 效率一定； B. 功率一定； C. 转速一定； D. 管路（ｌ＋∑ｌe）一定。13．离心泵并联操作的目的是（ C ）. A. 增大位能 B. 增大扬程 C. 增大流量 14.离心泵最常用的调节方法是( B ) A. 改变吸入管路中阀门开度 B. 改变压出管路中阀门的开度 C. 安置回流支路，改变循环量的大小 D. 车削离心泵的叶轮 15并联管路问题中，有（ C ） A.流经每一管路的水头损失相加得总水头损失 B.流经所有管路的流量相同 C.并联的任一管路的水头损失相同 D.当总流量已知时，可直接解得各管的流量 16作用水头相同时，孔口的过流量要比相同直径的管咀过流量（ B ） (A)大; (B)小；(C)相同；(D) 无法确定。 17根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强 （ A ） (A) 数值相等; (B) 数值不等 (C) 仅水平方向数值相等; (D) 铅直方向数值最大。
直升机空气动力学现状 二级学院：航空维修工程学院 班级：航修六班 学号：14504604 姓名：李达伦 日期：2015年6月30日
直升机空气动力学现状 （航修六班14504604 李达伦） 摘要：直升机空气动力学是直升机技术研究及型号研制的基础性学科和先进学 科，本文概述了国外的直升机气动理论与方法研究、基于气动理论和方法的应用基础研究、直升机气动试验技术的研究现状。 关键词：空气动力学；直升机 Abstract：Aerodynamics of helicopter is a helicopter technological research and model development of basic disciplines and advanced subject. This paper summarizes the foreign helicopters gas dynamic theory and method of research, based on the aerodynamic theory and methods of applied basic research, helicopter aerodynamic test technology research status. Key word：Air dynamics; helicopter 1 前言 飞行器的设计和研制必须以其空气动力学为主要依据，这是飞行器研制区别 于其它武器平台的典型特征。直升机以旋翼作为主要的升力面、推力面和操纵面， 这种独特的构型和旋翼驱动方式，更使其气动特征具有复杂的非定常特征，其气 动分析和设计技术固定翼飞行器更具挑战性。 直升机气动研究是指认识直升机与空气之间作用规律、解释直升机飞行原 理、获取提升直升机飞行能力和效率的新知识、新原理、新方法的研究活动，其 主要任务是获得直升机的空气动力学特性[1]。由于直升机气动特征性直接决定了 型号飞行性能、振动特性、噪声水平，且是结构设计、寿命评估等的直接依据， 因此直升机气动研究是直升机技术研究的重要方面，更是型号研制的基础。尤其 是要实现舒适、安全、便利、快捷的直升机型号研制目标，直升机空气动力学将 体现其核心推动作用。 2 内容和范围 直升机空气动力学专业发展涵盖的内容和范围主要有直升机气动理论与方 法的研究、基于气动原理的应用基础研究以及气动特性试验研究三大内容。 直升机气动理论与方法的研究重点关注旋翼与周围空气相互作用现象及机 理的分析模型和方法，通过对气动理论和方法的研究，实现对直升机及其流场的 深入了解，以准确地计算其空气动力学特性。 气动应用研究是指基于气动理论和方法，以直升机研制为目标所展开的应用 基础研究，涵盖气动特性、气动弹性、气动噪声、结冰模拟、流动控制等应用领
机械动力学期末复习题 及答案 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】
《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。
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 ==
： 第二章习题 2- 1如图2-1所示，长度为L 、质量为m 的均质刚性杆由两根刚度为k 的弹簧系住，求杆绕O 点微幅振动的微分方程。 222...2..011T J 2231V 2(sin )(1cos ) 222 ()0 m 0 322ml L L k mg d T V dt mg k L θθθ θθθθ==?=?+-+=?? ++= ?? ?解：设系统处于静平衡位置时势能为，当杆顺时针偏转角时动能：势能：由能量守恒原理，得化简得： 2- 2如图2-2所示，质量为m 、半径为r 的圆柱体，可沿水平面作纯滚动，它的圆心O 用刚度为k 弹簧相连,求系统的振动微分方程。 … 2 2 (2) 2 .. 0111 T J ,2221 V ()2 ()0 3m 0 2 m r J mr k r d T V dt k θθθθθθ??=+= ???=+=+=解：设系统处于静平衡位置时势能为，当杆顺时针偏转角时动能：势能：由能量守恒原理，得化简得： 2- 3如图2-3所示，质量为m 、半径为R 的圆柱体,可沿水平面作纯滚动，与圆心O 距离为a 处用两根刚度为k 的弹簧相连，求系统作微振动的微分方程。 图2- 1 图2- 2
2 .22 2..2 20111 T J ,2221V (2)[()]2 ()0 32()0 2 m R J mR k R a d T V dt mR k R a θθθθθ??=+= ???=?++=++=解：设系统处于静平衡位置时势能为动能：势能：由能量守恒原理，得化简得： 2- 4求图2-4所示弹簧-质量-滑轮系统的振动微分方程(假设滑轮与绳索间无滑动)。 ： 2 .2 2 2 . . .. 0111T J ,2221 V ()2 ()0 ()0 2 m r J Mr k r d T V dt x r x r M m x kx θθθθθ ??=+= ???=?+===++=解：设系统处于静平衡位置时势能为动能：势能：由能量守恒原理，得其中，，化简得： 2- 5质量可忽略的刚性杆-质量-弹簧-阻尼器系统参数如图2-5所示，2 L 杆处于铅垂位置 时系统静平衡，求系统作微振动的微分方程。 图2- 3 图2- 4
1、作用在流体的质量力包括（D） Ａ压力Ｂ摩擦力Ｃ表面张力Ｄ惯性力 2、层流与紊流的本质区别是：（ D ） A. 紊流流速 >层流流速； B. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C.层流的雷诺数 <紊流的雷诺数； D. 层流无径向脉动，而紊流 有径向脉动 3、已知水流的沿程水力摩擦系数只与边界粗糙度有关，可判断 该水流属于（D） A层流区；B紊流光滑区； C紊流过渡粗糙区；D紊流粗糙区。 4、一个工程大气压等于 ( B )Pa; ( C )Kgf.cm-2 。 A 1.013 ×105 B 9.8×104 C 1 D 1.5 5、长管的总水头线与测压管水头线（ A） A 相重合；B相平行，呈直线； C 相平行，呈阶梯状；D以上答案都不对。 6、绝对压强 p 、相对压强 p 、真空值 p 、当地大气压强 p之间的 abs v a 关系是（ C） Ａ p abs =p+pＢ p=p abs +pＣ p v =p -p abs Ｄv a a p
= p a b s - p V 7、将管路上的阀门关小时,其阻力系数（C） A. 变小 B.变大 C.不变 8、如果忽略流体的重力效应，则不需要考虑哪一个相似性参数？ (B) A 弗劳德数B雷诺数 C. 欧拉数D马赫数 9、水泵的扬程是指 （ C） A 水泵提水高度；B水泵提水高度+吸水管的水头损失； C 水泵提水高度 +吸水管与压水管的水头损失。 10、紊流粗糙区的水头损失与流速成（ B） 二次方关系； C 1.75～2.0 A一次方关系；B 次方关系。 11、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 C ； B A急流和缓流均匀流和非均匀流； C层流和紊流；D恒定流和非恒定流。 12、离心泵的性能曲线中的H－Q线是在 ( B ) 情况下测定的。 A.效率一定； B.功率一定； C. 转速一定； D.管路（ｌ＋∑ｌ e）一定。