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图1
解:取x为广义坐标,根据等效系统与原系统的动能相等得:
得:
代入:
是为极小值,故铰链应放在离A端 处。
故
由于固有频率与质量的平方根成反比,欲得到最高固有频率,必须使me为极小:
2. 一弹簧k与阻尼器c并联于无质量的水平板上。今将一质量m轻放在板上后立即松手,系统即作衰减振动。问质量m的最大振幅是多少?发生在何时?最大速度是多少?发生在何时?设阻尼比0<ζ<1。
图 2
解:系统自由振动的微分方程为:
在t=0,x=x0 , 的初始条件下的响应为:
式中:
时质量m振幅最大,代入(1)式得:
02
最大速度发生在 时,由(2)式可得:
03
最大振幅应发生在 时,由(2)式可知:
01
或
04
对(1)式取一次导数:
时速度最大,代入(2)式得:
01
应注意最大速度并不发生在质量m过静平衡位置时,这是和无阻尼自由振动不同之处。
02
”
一飞机升降舵的控制板铰接于升降舵的轴上,如图3所示O点,另有一相当于扭簧kθ的联动装置控制其转动。已知控制板绕O点的转动惯量为I O 。为计算控制板系统的固有频率,用图示试验方法测定kθ 。将升降舵固定,而在控制板的自由端联接两个弹簧k1 ,k2 。使k2的一端有简谐支承运动y=asinω。调节激振频率至系统共振,测定共振频率为ω0 。试计算kθ及控制板的固有频率。
图 3
控制板;② 升降舵
当我们需要操纵飞机抬头或低头时,水平尾翼中的升降舵就会发生作用。升降舵是水平尾翼中可操纵的翼面部分,其作用是对飞机进行俯仰操纵。
1
红线表示气流方向(也就是飞机机头方向吹过来的风的方向),黑线表示平尾,蓝线表示升降舵舵面。
图1--飞机起飞时升降舵舵面的情况,飞机往前飞,气流就往后吹,气流遇到升降舵上翘的舵面产生阻力,阻力产生压力,压力把升降舵舵面往下压,飞机机头就会自然向上了,飞机就往上飞。
图2----飞机下降时候升降舵舵面的情况。图3---------飞机就是平飞状态。
2
图1
3
图2
4
图3
5
控制板的固有圆频率为:
图 3
解:取广义坐标θ如图,系统的振动微分 方程为:
故:
共振频率为:
。AB为刚性杆,杆本身质量忽略不计。
图1
图b
解:方法(1):能量法
取广义坐标θ如图,利用等效质量和等效刚度的概念,可把原系统等效成为图b所示等效系统。
根据等效前后动能相等:
Ie
Ke
me
得转动惯量:
根据等效前后势能相等:
等效转动刚度:
固有频率为:
取m1, m2, K1, K2处的竖向位移为广义坐标,如何等效?
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