机械振动大作业任务简支梁的各情况分析2
机械振动大作业
姓名：徐强
学号：SX1302106
专业：航空宇航推进理论与工程
能源与动力学院
2013年12月
简支梁的振动特性分析
题目:针对简支梁、分别用单、双、三、十个自由度以及连续体模型，计算其固有频率、固有振型。单、双、三自由度模型要求理论解；十自由度模型要求使用李兹法、霍尔茨法、矩阵迭代法、雅可比法、子空间迭代法求解基频；连续体要求推导理论解，并通过有限元软件进行数值计算。 解答：
一、 单自由度简支梁的振动特性
如图1，正方形截面（取5mm ×5mm ）的简支梁，跨长为l =1m ，质量m 沿杆长均匀分布，将其简化为单自由度模型，忽略阻尼，则运动微分方程为0=+?
?kx x m ,固有频率ωn =
eq
eq m k ，其中k 为等效刚度，
eq m 为等效质量。因此，求出上述两项即可知单自由度简支梁的固有
频率。
根据材料力学的结果，由于横向载荷F 作用在简支梁中间位置而
引起的变形为）（2
24348EI F -)(x l x x y -=（2
0l x ≤≤）, 48EI F -3max l y =为最大挠
度，则： eq k =δF
=
348EI
l
梁本身的最大动能为：
）（224348EI F -
)(x l x
x y -==）（223
max
43x l l x y -
T max =2×dx x y l m l 2
20)(21?
??
?????=2max 351721?y m ）
（
如果用eq m 表示简支梁的质量等效到中间位置时的大小，它的最大动能可表示为：
T max =2max
21
?y m eq
所以质量为m 的简支梁，等效到中间位置的全部质量为： m m eq 35
17=
故单自由度简支梁横向振动的固有频率为：
ωn =
eq
eq m k =
3
171680ml
EI
图1 简支梁的单自由度模型
二、 双自由度简支梁的振动特性
如图2，将简支梁简化为双自由度模型，仍假设在简支梁中间位置作用载荷，根据对称性，等效质量相等,因此只要求出在3/l 处的等效质量即可。在6/l 至2/l 之间积分，利用最大动能进行质量等效，略去小量得：
m m eq 258≈
所以，质量矩阵为：
??????=→
1001258m m
双自由度简支梁的柔度矩阵：
m
k
在b=3/2l 处作用单位力，挠曲线方程为：）（222
6EI b -
)(b x l l
x x y --=则3/l 处的变形为：δ712=a ，同理可求：δ721=a ，δ82211==a a ，其中EI
l 4863
=δ。
所以，柔度矩阵为：
?
?????=→
8778δa
动力矩阵：
??????=
→
877825
8δm D
令特征行列式为零，得到频率方程为：
=-=?→
→
D I λ
其中，2
1
ωλ=
，将上式整理得：
116158177812=+-=---=
?a a a
a a a
-
其中，25
82582
δωλδm m a ==。 解上述方程的根为：
15
1
1=
a ,δωm 245
1= 12=a ,δ
ωm 825
2=
由式→
→
→
→=-0)(）（i i X D I λ，2,1=i
其中?
??
???=→
)(2)(1i i i X X X
）（，分别将1ω、2ω代入上式，得 第一、二阶主振型分别为：
??????=→
11)1(1
1X X
）（， ?
?????=→1-1)1(12X X ）（
图2 简支梁的双自由度模型
三、 三自由度简支梁的振动特性
如图3，将简支梁简化为三自由度模型，按照双自由度类似的等效思想，可得等效质量：
m m m 41m 231≈
≈=
因此，质量矩阵为：
????
??????=→
1000100014m m 由机械振动中文教材例6.6可知，系统的柔度矩阵为：
?????
?????=→
91171116117119δa
其中，EI
l 7683=δ。 动力矩阵：
????
??????=→
911711161171194δm D 令特征行列式为零，得到频率方程为： 0=-=?→
→D I λ
其中，2
1
ωλ=
，将上式整理得：
091117111611171191=---------=?a
a a a a a a
a
a
其中，442
δωλδm m a ==。
利用Matlab 软件,求解上述方程的根为：
0317.01=a ,δωm a 1
14=
5.02=a ,δωm a 2
24=
254.23=a ,δ
ωm a 3
34=
由式→
→
→
→=-0)(）（i i X D I λ，3,2,1=i
其中??
????????=→
)(3)(2)(1i i i i X X X X
）（，分别将1ω、2ω、3ω代入上式，得 第一、二、三阶主振型分别为：
??????????=→
121)1(11X X
）（， ??????????=→1-01)2(12X X ）（, ??
????????=→
12-1)1(13X X ）（
图3 简支梁的三自由度模型
四、 十自由度简支梁的数值方法
将简支梁简化为十自由度模型（如图4）。
图4 简支梁的十自由度模型
通过在一点施加单位力，计算其余点的挠度，可得柔度矩阵：
。为挠度变形矩阵，如表，其中1,63→
→
→
==y EI
l y a δδ
0.013
7 0.024
0 0.030
6 0.033
9 0.0344 0.0324 0.028
4 0.022
7 0.015
8 0.008
1 0.024
0 0.044
3 0.057
9 0.065
0 0.0664 0.0628 0.055
2
0.044
3 0.030
9 0.015
8 0.030
0.057
0.078
0.090
0.0934 0.0891 0.078
0.063
0.044
0.022
6 9
7 4 7 3 3 7 0.033
9 0.065
0 0.090
4 0.107
1 0.1131 0.1093 0.097
3 0.078
7 0.055
2 0.028
4 0.034
4 0.066
4 0.093
4 0.113
1 0.1229 0.121
2 0.109
3 0.089
1 0.062
8 0.032
4 0.032
4 0.062
8 0.089
1 0.109
3 0.1212 0.1229 0.113
1 0.093
4 0.066
4 0.034
4 0.028
4 0.055
2 0.078
7 0.097
3 0.1093 0.1131 0.107
1 0.090
4 0.065
0 0.033
9 0.022
7 0.044
3 0.063
3 0.078
7 0.0891 0.0934 0.090
4 0.078
7 0.057
9 0.030
6 0.015
8 0.030
9 0.044
3 0.055
2 0.0628 0.0664 0.065
0 0.057
9 0.044
3 0.024
0 0.008
1
0.015
8
0.022
7
0.028
4
0.0324 0.0344 0.033
9
0.030
6
0.024
0.013
7
表1 十自由度挠度变形矩阵→
y
十自由度简支梁为十个集中质量的振动模型，每个质量都近似等于
m 11
1
，因此，质量矩阵为： ????????
??????????=
→
1010000000010000111m m
动力矩阵为：
→
→
=y
m D 11
δ
下面，用如下几种方法计算十自由度简支梁的固有频率与振型。
1、邓克莱法
利用邓克莱法求基频（比准确值小）：
n
nn m a m a m a +++≈ 2221112
1
1
ω
因此，将柔度矩阵主对角线上各元素相加并乘以
m 11
1
，可求得：
3
19015ml EI
m δ≈≈
ω
2、瑞利法
（1）瑞利第一商
柔度矩阵求逆得刚度矩阵：
→-→→
==z y k δ
δ3131010，其中，→
z 矩阵见表2。
2.0433
-1.900
3
0.777
8 -0.264
9 0.164
7 0.035
6 -0.281
7 0.283
4 -0.044
6 -0.092
6 -1.900
3
2.922
8 -2.467
5 1.437
5 -0.686
2 0.029
9 0.519
3 -0.622
6 0.319
3 -0.044
6 0.7778
-2.467
5
3.838
7 -3.346
8 1.633
1 -0.141
7
-0.668
4 0.858
8 -0.622
6 0.283
4 -0.264
9
1.437
5
-3.346
8
4.233
9
-2.912
3
0.778 0.430
9
-0.668
4
0.519
3
-0.281
7
0.1647
-0.686
2 1.633
1 -2.912
3
3.419
3 -2.293
2 0.778 -0.141
7 0.029
9 0.035
6 0.0356
0.029
9
-0.141
7 0.778 -2.293
2
3.419
3 -2.912
3 1.633
1 -0.686
2 0.164
7 -0.281
7
0.519
3 -0.668
4 0.430
9 0.778 -2.912
3 4.233
9 -3.346
8 1.437
5 -0.264
9 0.2834
-0.622
6
0.858
8 -0.668
4 -0.141
7 1.633
1 -3.346
8 3.838
7 -2.467
5 0.777
8 -0.044
6 0.319
3 -0.622
6 0.519
3 0.029
9 -0.686
2 1.437
5 -2.467
5 2.922
8 -1.900
3 -0.092
6
-0.044
6
0.283
4
-0.281
7
0.035
6
0.164
7
-0.264
9
0.777
8
-1.900
3
2.043
3
表2 矩阵→
z 各元素
假设力作用在简支梁中间位置而得到各点的静变形，可以表示为：
[]T
A 11.933 2.7333.3313.6633.663 3.3312.7331.9331κ=→
其中，EI
l 483
=κ。
因此，可以假设振型：
[]T
A 11.933 2.7333.3313.6633.663 3.3312.7331.9331=→
则由瑞利第一商公式：→
→→→→→=
A
M A A K A A R T
T
I )(，可得：
δm
δm m A R I 46.1646.164965.111)(1≈=?=
ωδ，
（2）瑞利第二商
同样假设力作用在简支梁中间位置，由瑞利第二商公式：
→
→→→→→→→?=
A
M M A A
M A A R T
T
Ⅱ)( 可得: δm
.δm m A R Ⅱ24
1624.164762.111)(2≈=?=ωδ， 瑞利法中，→
M 代表质量矩阵，→
K 代表刚度矩阵，
→
?代表柔度矩阵，→
A 为模态向量。
3、李兹法
将十自由度简支梁缩减为三自由度，假设振型为：
[]T
11.9 2.73.33.73.7 3.32.71.911=→
ψ []T 11.8 2.510.20.2- 1-2.5-1.8-1-2=→ψ []T 1-2- 1-121 01-2-1-3=→
ψ
则可求出：
?=
=→
→→→
*
11
m M M T
ψψ 72.96
-0.6
0 23.06 1.2 -0.6
1.2
18
?=
=→→→→*
δ
ψψ3
10K K T
0.127
9
0 0.1354
0 4.3927
-1.232
2
0.135
4
-1.232
2
4.2842
由式 →
→
*
→
*
→*
=0-2
A M K ）（ω
，得：
0017.01=a ,1415.02=a ,2959
.03=a
其中，???
?
???????=????
??????=***→
23222133211011ωωωδm a a a a ，因此可得： δ
δωδδωδωm m a m m a m m δa 9
.32541011,7.15561011,7.181011333232131
=
??==??==??=***
以及：
????
? ??=????? ??=????? ??=→*→*→
*8372.05468.0-0122.0,6271.07788.00135.0,0349.00099.09993.0-)3()2()
1(A A A
所以系统的前三阶主振型的近似为：
4、矩阵迭代法
单位力作用在简支梁中间位置得到各点的挠度变形，将首项化一，得：
[]
T
11.933 2.7333.3313.6633.663 3.3312.7331.9331κμ=
其中，δκ8
1
483==
EI l 。 因此可假设振型：
[]T
A 11.933 2.7333.3313.6633.663 3.3312.7331.93310=→
利用矩阵迭代求第一阶固有频率和主振型：
[]T m δ
A D 0.69661.3381 1.87072.25232.45032.4503 2.25231.87071.33816966.0110=
→
→
[]
T
m 11.9209 2.68553.2333
3.51753.5175 3.23332.68551.9209
1 0633.0?=δ
[]T
A 11.9209 2.68553.23333.51753.5175 3.23332.68551.920911=→
[]T m δ
A D 0.67781.3018 1.81962.19052.38282.3828 2.19051.81961.30186778.0111=
→
→
[]
T
m 11.9206 2.68463.2318
3.51553.5155 3.23182.68461.9206
1 0616.0?=δ
[]T
A 11.9206 2.68463.23183.51553.5155 3.23182.68461.920612=→
[]T m δ
A D 0.67751.3013 1.81892.18952.38182.3818 2.18951.81891.30136775.0112=
→
→
[]
T
m 11.9207 2.68473.2318
3.51553.5155 3.23182.68471.9207
1 0616.0?=δ
[]
T
A 11.9207
2.6847
3.2318
3.5155
3.5155 3.23182.68471.9207
13=→
由上，仅3次矩阵迭代后，→
3A 与→
2A 基本相等，因此可以认为系统的第一阶主振型为：
[]T
A 11.9207 2.68473.2318
3.51553.5155 3.23182.68471.9207
11=→）
（ 第
一阶固有频率为：
δ
δωm m a 23.160616.01131≈==
5、雅可比法
根据雅可比法原理，依次找出上三角非对角线上（考虑对称性）的最大元素，利用公式jj
ii ij d d d -=
22tan θ得到θ值，代入旋转矩阵，可得：
=??=→
→→451R R R
0.349
-0.05
6
-0.41
7 0.215 0.396
-0.39
4
-0.21
7
0.415 0.058
-0.34
7 0.396 0.323
-0.13
4
-0.42
-0.21
2
0.212 0.420 0.134
-0.32
4
-0.395 0.398 -0.36
-0.03
0.334 -0.18
-0.21
0.340 0.002 -0.43
0.455
9 2
5 5 6
0.321 0.424 0.230
-0.12
2
-0.38
7
-0.38
7
-0.12
2 0.231 0.42
3 0.322
0.161
-0.32
4
0.419
-0.34
6
0.087 0.244
-0.46
0 0.454
-0.28
2
0.102
0.232 0.388 0.422 0.322 0.120
-0.12
-0.32
2
-0.42
2 -0.38
8
-0.23
2 0.104
-0.23
1
0.354
-0.44
2 0.466
-0.42
4 0.351
-0.26
3
0.155 -0.053
0.120 0.231 0.322 0.388 0.422 0.422 0.388 0.322 0.231 0.120
0.439 0.101
-0.38
3
-0.21
9 0.304 0.337 -0.23
6
-0.39
1
0.127 0.415 -0.40
4
0.453 -0.15
8
-0.18
4
0.324
-0.24
2 0.044 0.217
-0.44
8
0.399
则：
=??=→
→→→R D R D
T
)
45(
?11
δm 0.000
5
0.0027
0.000
3
0.008
4
0 0 0 0 0 0
0.000
1
0 0 0 0 0
0.042
4
0 0 0 0
0.000
1
0 0 0
0.677
5
0 0
0.001
1
0 0 0 0
0.000
2
由此得到系统的固有频率：
δ
δδδδδδδδδωm m m m m m m m m m 110000,110000,55000,67.36666,22000
,10000
,07.4074,52.1309,43.259,24.16101=
对应各特征值的特征向量即为振型，即→
R 的列向量为各阶振型。
6、子空间迭代法
取假设振型：
??
?
??
?
???
??
?
???
?
????????
????????=→ 1.51- 1 1 0.52- 1.8 1.9 1.5-1-2.52.71-113.30.5-20.23.7210.2-3.7101-3.3012.5-2.72-2-1.8-1.91-1-1-10A
由动力矩阵迭代得到：
?=?→
→→11
0δ
m A M
0.6941
-0.046
0.0341 -0.0176 1.3333 -0.0768 0.0706 -0.0287 1.8642 -0.0834 0.108 -0.0312 2.2447 -0.0629
0.138 -0.0304 2.4421 -0.0234 0.1537 -0.0318 2.4421 0.0234 0.1506 -0.0361 2.2447 0.0629 0.1282 -0.0388 1.8642 0.0834 0.0932 -0.0347 1.3333 0.0768 0.0568 -0.0237 0.6941
0.046
0.0258
-0.011
将各列分别归一化得：
T
?
?
????
?
??
???=→
2822.06108.08943.019317.08209.07835.08041.07397.04536
.01679.03696.06064.08341.09798.018979.07027.04593.02219.05517.09213.017548.02802.02802.0-7548.0-1-9213.0-5517.0-2842.05460.07633.09191.01
1
9191
.07633.05460.02842.0Ⅰψ
求得→
*Ⅰ
M 和→*Ⅰ
K 分别为：
?????
?
?
?????--=
=→→→
*8041.50899.50721.06327.50899.57483.42625.01344.50721.02625.05995.50
6327.51344.506129
.511Ⅰ
m M M T ⅠⅠ
ψψ
?????
???????--=
=→→→*041.0001.00007.00083.0001.00119.00063.00076.00007.00063.01324.000083.00076.000083
.0103Ⅰδψψ
ⅠⅠ
K K T 再由李兹法得特征值问题为：
→
→*→
*→
*=0-2
Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ
）（A M K ω
解出：
00147.01=a ,0236.02=a ,1198.03=a ,3835.04=a
其中，???
?
???????=????
??????=***→
23222133211011ωωωδm a a a a ，相应的主振型为： ??????
? ??-=??????? ??---=??????? ??=??????? ??=→*→*→*→*0479.00854.09872.01262.03275.051.00195.07952.0,0268.07504.0-0355.0-6595.0,0001.0-0044.00002.01)4()3()2()1(ⅠⅠⅠⅠ
，A A A A
所以：
=→
*→
Ⅰ
ⅠA ψ
0.285 0.0527 -0.0249 -0.5397 0.5477 0.0679 -0.0244 -0.9033 0.7661 0.0332 0.0048 -0.985 0.9229 -0.0198 0.0311 -0.7463 1.0042 -0.0589
0.0222
-0.2785 1.0042
-0.0607 -0.0147
0.279
0.9229 -0.0196 -0.0367 0.7477 0.7661 0.037 -0.0146 0.9855 0.5477 0.0665 0.0277 0.901 0.285
0.0495
0.0368
0.5365
各列分别归一化后，得：
=→
ⅠA
0.28380
8
0.77614
1
-0.6766
3
-0.5476
4
0.54540
9
1
-0.6630
4
-0.9165
9
0.76289
6
0.48895
4
0.13043
5
-0.9994
9
0.91904
-0.2916
1
0.84510
9
-0.7572
8
1
-0.86745
0.60326
1
-0.2826
1
-0.89396
-0.3994
6
0.28310
5
0.91904
-0.2886
6
-0.9972
8
0.758701
0.76289
6
0.54491
9
-0.3967
4
1
0.54540
0.97938
0.75271
0.91425
9
1
7 7
0.28380
8
0.72901
3
1
0.54439
4
重复上述过程进行第二次迭代。由：
?=?→
→→11
δ
m A M Ⅰ
0.1926 0.0065 -0.0021 -0.0232 0.3699 0.0085 -0.0017 -0.0388 0.5171 0.0048 0.0008 -0.0422 0.6225
-0.002 0.0025 -0.0322 0.6771 -0.007 0.0015 -0.012 0.6771
-0.007
-0.001
0.0121 0.6225 -0.0019 -0.0024 0.0322 0.5171 0.0049 -0.0007 0.0422 0.3699 0.0086 0.0022 0.0388 0.1926
0.0064
0.0026
0.0232
归一化后得：
=→
Ⅱψ
0.28444
8
0.75581
4
-0.8076
9
-0.5497
6
0.5463
0.98837
2
-0.6538
5
-0.9194
3
0.76369
8
0.55814 0.30769
2 -1
0.91936
2
-0.2325
6
0.96153
8
-0.7630
3
1
-0.8139
5
0.57692
3
-0.2843
6
1
-0.81395
-0.3846
2
0.28673
0.91936
2
-0.2209
3
-0.9230
8
0.76303
3
0.76369
8
0.56976
7
-0.2692
3
1
0.5463
1
0.84615
4
0.919431
0.28444
8
0.74418
6
1
0.549763 则有：
?
==→
→
→
*11m
M M T
ⅡⅡ
Ⅱψψ
5.6156
0.3295 0.4168 0.0024 0.3295 5.166 0.1758 0.0229 0.4168 0.1758 5.2204 0.0837 0.0024 0.0229 0.0837 5.6227
?
=
=→
→
→*δ
ψψ
3
10ⅡⅡ
Ⅱ
K K T
0.0083
0.0009 0.0006 0 0.0009 0.6107 0.0157 0.0004 0.0006
0.0157
1.9186
0.0023
机械振动和机械波知识点总结与典型例题
高三物理第一轮复习《机械振动和机械波》 一、机械振动： （一）夯实基础： 1、简谐运动、振幅、周期和频率： （1）简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。 特征是：F=-kx,a=-kx/m （2）简谐运动的规律： ①在平衡位置：速度最大、动能最大、动量最大；位移最小、回复力最小、加速度最小。 ②在离开平衡位置最远时：速度最小、动能最小、动量最小；位移最大、回复力最大、加速度最大。 ③振动中的位移x 都是以平衡位置为起点的，方向从平衡位置指向末位置，大小为这两位置间的直线距离。加速度与回复力、位移的变化一致,在两个“端点”最大，在平衡位置为零，方向总是指向平衡位置。 ④当质点向远离平衡位置的方向运动时，质点的速度减小、动量减小、动能减小，但位移增大、回复力增大、加速度增大、势能增大，质点做加速度增大减速运动；当质点向平衡位置靠近时，质点的速度增大、动量增大、动能增大，但位移减小、回复力减小、加速度减小、势能减小，质点做加速度减小的加速运动。 ④弹簧振子周期：T= 2 (与振子质量有关,与振幅无关) （3）振幅A ：振动物体离开平衡位置的最大距离称为振幅。它是描述振动强弱的物理量, 是标量。 （4）周期T 和频率f ：振动物体完成一次全振动所需的时间称为周期T,它是标量，单位是秒；单位时间内完成的全振动的次数称为频率，单位是赫兹（Hz ）。周期和频率都是描述振动快慢的物理量，它们的关系是：T=1/f. 2、单摆： （1）单摆的概念：在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，线的伸缩和质量可忽略，线长远大于球的直径，这样的装置叫单摆。 （2）单摆的特点： ○ 1单摆是实际摆的理想化，是一个理想模型; ○ 2单摆的等时性，在振幅很小的情况下，单摆的振动周期与振幅、摆球的质量等无关; ○3单摆的回复力由重力沿圆弧方向的分力提供，当最大摆角α<100 时，单摆的振动是简谐运动，其振动周期T= g L π 2。 （3）单摆的应用：○1计时器；○2测定重力加速度g=2 24T L π. 3、受迫振动和共振： （1）受迫振动：物体在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动，其振动频率和固有频率无关，等于驱动力的频率；受迫振动是等幅振动，振动物体因克服摩擦或其它阻力做功而消耗振动能量刚好由周期性的驱动力做功给予补充，维持其做等幅振动。 （2）共振：○1共振现象：在受迫振动中，驱动力的频率和物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象称为共振。 ○ 2产生共振的条件：驱动力频率等于物体固有频率。○3共振的应用：转速计、共振筛。 4、简谐运动图象： （1）特点：用演示实验证明简谐运动的图象是一条正弦（或余弦）曲线。 （2）简谐运动图象的应用： ①可求出任一时刻振动质点的位移。 ②可求振幅A ：位移的正负最大值。 ③可求周期T ：两相邻的位移和速度完全相同的状态的时间间隔。 ④可确定任一时刻加速度的方向。 ⑤可求任一时刻速度的方向。 ⑥可判断某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。 πm K
哈工大机械振动基础大作业
《机械振动基础》大作业 （2015年春季学期） 题目基于MATLAB求系统特性 姓名 学号 班级 专业机械设计制造及其自动化 报告提交日期 哈尔滨工业大学
报告要求 1.请根据课堂布置的2道大作业题，任选其一，拒绝雷同和抄袭； 2.报告最好包含自己的心得、体会或意见、建议等； 3.报告统一用该模板撰写，字数不少于3000字，上限不限； 4.正文格式：小四号字体，行距为倍行距； 5.用A4纸单面打印；左侧装订，1枚钉； 6.课程报告需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班 长收齐，统一发送至：。 7.此页不得删除。 评语： 成绩（15分）：教师签名： 年月日
解多自由度矩阵的认识体会。二、MATLAB程序图： >> m=[]; k1=[]; k=[]; c=[]; c1=[]; for i=1:9 a=input('输入质量矩阵m：'); m(i,i)=a; end ; for j=1:9 b=input('输入刚度系数k：'); k1(1,j)=b; end for l=1:8 k(l,l)=k1(l)+k1(l+1); k(9,9)=k1(9); k(l+1,l)=-k1(l+1); k(l,l+1)=-k1(l+1); k(9,8)=-k1(9);
k(8,9)=-k1(9); end ; syms w; B=k-w^2*m %系统的特征矩阵B Y=det(B); %展开行列式 W=solve(Y); %求解wh lW=length(W); [V,D]=eig(k,m); for I=1:9 for J=1:9 V(J,I)=V(J,I)/V(5,I); end end V W 三 MATLAB结果输入输出： 程序输入内容： 输入质量矩阵m：1 输入质量矩阵m：2 输入质量矩阵m：3 输入质量矩阵m：4 输入质量矩阵m：5 输入质量矩阵m：6 输入质量矩阵m：7 输入质量矩阵m：8 输入质量矩阵m：9 输入刚度系数k：10 输入刚度系数k：11 输入刚度系数k：12 输入刚度系数k：13 输入刚度系数k：14 输入刚度系数k：15 输入刚度系数k：16 输入刚度系数k：17 输入刚度系数k：18
(整理)合情推理和演绎推理》.
第十七章推理与证明 ★知识网络★ 第1讲合情推理和演绎推理 ★知识梳理★ 1.推理 根据一个或几个事实(或假设)得出一个判断,这种思维方式叫推理. 从结构上说,推理一般由两部分组成,一部分是已知的事实(或假设)叫做前提,一部分是由已知推出的判断,叫结论. 2、合情推理: 根据已有的事实,经过观察、分析、比较、联想，再进行归纳、类比，然后提出的推理叫合情推理。 合情推理可分为归纳推理和类比推理两类： （1）归纳推理：由某类事物的部分对象具有某些特征，推出该类事物的全部对象具有这些特征的推理，或者由个别事实概括出一般结论的推理。简言之，归纳推理是由部分到整体、由个别到一般的推理 （2）类比推理：由两类对象具有某些类似特征和其中一类对象具有的某些已知特征，推出另一类对象也具有这些特征的推理，简言之，类比推理是由特殊到特殊的推理。 3.演绎推理: 从一般性的原理出发，推出某个特殊情况下的结论的推理叫演绎推理，简言之，演绎推理是由一般到特殊的推理。三段论是演绎推理的一般模式，它包括：（1）大前提---已知的一般原理；（2）小前提---所研究的特殊情况；（3）结论——根据一般原理，对特殊情况作出的判断。 ★重难点突破★ 重点:会用合情推理提出猜想,会用演绎推理进行推理论证,明确合情推理与演绎推理的区别与联系
难点:发现两类对象的类似特征、在部分对象中寻找共同特征或规律 重难点：利用合情推理的原理提出猜想，利用演绎推理的形式进行证明 1、归纳推理关键是要在部分对象中寻找共同特征或某种规律性 问题1<；…. 对于任意正实数,a b ≤成立的一个条件可以是 ____. 点拨：前面所列式子的共同特征特征是被开方数之和为22，故22=+b a 2、类比推理关键是要寻找两类对象的类似特征 问题2：已知抛物线有性质：过抛物线的焦点作一直线与抛物线交于A 、B 两点，则当AB 与抛物线的对称轴垂直时，AB 的长度最短；试将上述命题类比到其他曲线，写出相应的一个真命题为 ． 点拨：圆锥曲线有很多类似性质，“通径”最短是其中之一，答案可以填：过椭圆的焦点作一 直线与椭圆交于A 、B 两点，则当AB 与椭圆的长轴垂直时，AB 的长度最短（22 2||a b AB ≥） 3、运用演绎推理的推理形式(三段论)进行推理 问题3：定义[x]为不超过x 的最大整数，则[-2.1]= 点拨：“大前提”是在],(x -∞找最大整数，所以[-2.1]=-3 ★热点考点题型探析★ 考点1 合情推理 题型1 用归纳推理发现规律 [例1 ] 通过观察下列等式，猜想出一个一般性的结论，并证明结论的真假。 2 3135sin 75sin 15sin 020202= ++；23150sin 90sin 30sin 0 20202=++； 23165sin 105sin 45sin 020202=++；23 180sin 120sin 60sin 020202=++ 【解题思路】注意观察四个式子的共同特征或规律（1）结构的一致性,（2）观察角的“共性” [解析]猜想：2 3 )60(sin sin )60(sin 0 2202= +++-ααα 证明：左边=2 00 2 2 00 )60sin cos 60cos (sin sin )60sin cos 60cos (sin ααααα+++- = 2 3 )cos (sin 2322=+αα=右边 【名师指引】（1）先猜后证是一种常见题型 （2）归纳推理的一些常见形式：一是“具有共同特征型”，二是“递推型”，三是“循环型”（周期性） [例2 ] (09深圳九校联考) 蜜蜂被认为是自然界中最杰出的建筑师，单个蜂 巢可以近似地看作是一个正六边形，如图为一组蜂 巢的截面图. 其中第一个图有1个蜂巢，第二个图
(完整版)机械振动习题答案
机械振动测验 一、 填空题 1、 所谓振动，广义地讲，指一个物理量在它的①平均值附近不停地经过②极大 值和③极小值而往复变化。 2、 一般来说，任何具有④弹性和⑤惯性的力学系统均可能产生机械振动。 3、 XXXX 在机械振动中，把外界对振动系统的激励或作用，①激励或输入；而 系统对外界影响的反应，称为振动系统的⑦响应或输出。 4、 常见的振动问题可以分成下面几种基本课题：1、振动设计2、系统识别3、 环境预测 5、 按激励情况分类，振动分为：①自由振动和②强迫振动；按响应情况分类， 振动分为：③简谐振动、④周期振动和⑤瞬态振动。 6、 ①惯性元件、②弹性元件和③阻尼元件是离散振动系统三个最基本的元件。 7、 在系统振动过程中惯性元件储存和释放①动能，弹性元件储存和释放②势 能，阻尼元件③耗散振动能量。 8、 如果振动时系统的物理量随时间的变化为简谐函数，称此振动为①简谐振动。 9、 常用的度量振动幅值的参数有：1、峰值2、平均值3、均方值4、均方根值。 10、 系统的固有频率只与系统的①质量和②刚度有关，与系统受到的激励无 关。 二、 试证明：对数衰减率也可以用下式表示，式中n x 是经过n 个循环后的振幅。 1 ln n x x n δ=
三、 求图示振动系统的固有频率和振型。已知12m m m ==，123k k k k ===。
北京理工大学1996年研究生入学考试理论力学（含振动理论基础）试题 自己去查双（二）自由度振动 J，在平面上在弹簧k的限制下作纯滚动，如图所示，四、圆筒质量m。质量惯性矩 o 求其固有频率。
五、物块M质量为m1。滑轮A与滚子B的半径相等，可看作质量均为m2、半径均 为r的匀质圆盘。斜面和弹簧的轴线均与水平面夹角为β，弹簧的刚度系数为k。 又m1 g>m2 g sinβ , 滚子B作纯滚动。试用能量法求：（1）系统的微分方程；（2）系统的振动周期。
哈工大机械原理课程设计
Harbin Institute of Technology 机械原理课程设计说明书 课程名称：机械原理 设计题目：产品包装生产线（方案1） 院系：机电学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：
一、绪论 机械原理课程设计是在我们学习了机械原理之后的实践项目，通过老师和书本的传授，我们了解了机构的结构，掌握了机构的简化方式与运动规律，理论知识需要与实践相结合，这便是课程设计的重要性。我们每个人都需要独立完成一个简单机构的设计，计算各机构的尺寸，同时还需要编写符合规范的设计说明书，正确绘制相关图纸。 通过这个项目，我们应学会如何收集与分析资料，如何正确阅读与书写说明书，如何利用现代化的设备辅助工作。这种真正动手动脑的设计有效的增强我们对该课程的理解与领会，同时培养了我们的创新能力，为以后机械设计课程打下了坚实的基础。 二、设计题目 产品包装生产线使用功能描述 图中所示，输送线1上为小包装产品，其尺寸为长?宽?高=600?200?200，小包装产品送至A处达到2包时，被送到下一个工位进行包装。原动机转速为1430rpm，每分钟向下一工位可以分别输送14，22，30件小包装产品。 产品包装生产线（方案一）功能简图 三、设计机械系统运动循环图 由设计题目可以看出，推动产品在输送线1上运动的是执行构件1，在A处把产品推到下一工位的是执行构件2，这两个执行构件的运动协调关系如图所示。 ?1?1 执行构件一 执行构件二 ?01?02 运动循环图
图中?1 是执行构件1的工作周期，?01 是执行构件2的工作周期，?02是执行构件2的动作周期。因此，执行构件1是做连续往复运动，执行构件2是间歇运动，执行构件2的工作周期?01 是执行构件1的工作周期T1的2倍。执行构件2的动作周期?02则只有执行构件1的工作周期T1的二分之一左右。 四、 设计机械系统运动功能系统图 根据分析，驱动执行构件1工作的执行机构应该具有的运动功能如图所示。运动功能单元把一个连续的单向传动转换为连续的往复运动，主动件每转动一周，从动件（执行构件1）往复运动一次，主动件转速分别为14,22,30rpm 14,22,30rpm 执行机构1的运动功能 由于电动机的转速为1430rpm ，为了在执行机构1的主动件上分别得到14、22、30rpm 的转速，则由电动机到执行机构1之间的总传动比i z 有3种，分别为 i z1= 141430 =102.14 i z2=221430=65.00 i z3=30 1430=47.67 总传动比由定传动比i c 和变传动比i v 两部分构成，即 i z1=i c i v1 i z2=i c i v2 i z3=i c i v3 3种总传动比中i z1最大，i z3最小。由于定传动比i c 是常数，因此，3种变传动比中i v1最大，i v3最小。为满足最大传动比不超过4，选择i v1 =4 。 定传动比为 i c = v1 z1i i =4102.14=25.54 变传动比为 i v2= c z2i i =54.2565=2.55 i v3= c z3i i =54 .2547.67=1.87 传动系统的有级变速功能单元如图所示。 i=4,2.55,1.87 有级变速运动功能单元
(完整版)合情推理教案
合情推理教案 一、教学目标： （1）结合已学过的数学事例实例和生活中的实例，了解合情推理的含义。 （2）能利用归纳进行简单的推理，体会并认识合情推理在数学发现中的作用 二、教学重点、难点 1.重点：归纳推理和类比推理的理解和应用. 2.难点：合情推理的应用，尤其是类比推理的应用，能根据已知类比出一些数学结论. 三、教学方法： 启发式讲解、互动式讨论、反馈式评价的课堂教学方法。 一、归纳推理 1. 导入新课：1.举一些日常生活中常常用到的推理：如走到家门口闻到菜香，猜想已经做好饭了等。 2.介绍数学史（预习） 简单介绍课本出现的歌德巴赫猜想、费马猜想、地图的“四色猜想”、歌尼斯堡七桥猜想， 2.分析特例：问题1：你了解哥德巴赫是怎么提出猜想的吗？ 歌德巴赫猜想的提出过程：3＋7＝10，3＋17＝20，13＋17＝30， · ····· 改写为:10＝3＋7，20＝3＋17，30＝13＋17．6＝3+3， 8＝3+5，10＝5+5, 12＝5+7，14＝7+7，16＝5+11, 18 =7+11, …，1000＝29+971， 1002=139+863, ······ 歌德巴赫猜想:“任何一个不小于6的偶数都等于两个奇质数之和” 即:偶数＝奇质数＋奇质数 3.得出结论： 归纳推理定义： 这种由某类事物的部分对象具有某些特征,推出该类事物的全部对象都具有这些特征的推理,或者由个别事实概栝出一般结论的推理,称为归纳推理.(简称：归纳) 归纳推理的特点 1.归纳推理是由部分到整体，由个别到一般的推理. 2.人们在进行归纳推理的时候，总是先搜集一定的事实材料，有了个别性、特殊性的事实作为前提，然后才能进行归纳推理，因此归纳推理要在观察和试验的基础上进行。 3.归纳推理能够发现新事实，获得新结论，是做出科学发现的重要手段。 归纳推理的一般步骤⑴ 对有限的资料进行观察、分析、归纳 整理 ⑵ 在此基础上提出带有规律性的结论，即猜想 (3）检验猜想 说明: 由归纳推理所获得的结论，仅仅是一种猜想，未必可靠,（如：费马猜想）但它由特殊到一般,由具体到抽象的认识性能,对于提供科学的发现方法,确实是非常有用的 4.例题 例题1：已知数列{}n a 的第1项12a =，且1(1,2,)1n n n a a n a += =+L ，试归纳出通项公式. 分析思路：试值n =1，2，3，4 → 猜想n a =1n 。 5.反馈练习1 ?L *11135f(n)=1+ +++(n N )算得f(2)=,f(4)>2,f(8)>,f(16)>3,23n 22
高一物理 机械运动、位移 典型例题
高一物理机械运动、位移典型例题 [例1]甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动.这三架电梯相对地面的运动情况是[] A.甲向上、乙向下、丙不动 B.甲向上、乙向上、丙不动 C.甲向上、乙向上、丙向下 D.甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢 [分析]电梯中的乘客观看其他物体的运动情况时，是以自己所乘的电梯为参照物.甲中乘客看高楼向下运动，说明甲相对于地面一定在向上运动.同理，乙相对甲在向上运动，说明乙对地面也是向上运动，且运动得比甲更快.丙电梯无论是静止，还是在向下运动，或以比甲、乙都慢的速度在向上运动，丙中乘客看甲、乙两电梯都会感到是在向上运动. [答] B、C、D. [例2]下列关于质点的说法中，正确的是[] A.体积很小的物体都可看成质点 B.质量很小的物体都可看成质点 C.不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时，就可以看成质点 D.只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点 [分析] 一个实际物体能否看成质点，跟它体积的绝对大小、质量的多少以及运动速度的高低无关，决定于物体的尺寸与物体间距相比的相对大小.例如，地球可称得上是个庞然大物，其直径约为1.28×107 m，质量达到6×1024kg，在太空中绕太阳运动的速度每秒几百米.由于其直径与地球离太阳的距离（约1.5×1011m）相比甚小，因此在研究地球的公转运动时，完全可以忽略地球的形状、大小及地球自身的运动，把它看成一个质点. [答] C.
[例3]下列各种情况，可以把研究对象（黑体者）看作质点的是[] A. 研究小木块的翻倒过程 B. 讨论地球的公转 C. 解释微粒的布朗运动 D. 计算整列列车通过某一路标的时间 [误解一] 小木块体积小，远看可视为一点；作布朗运动的微粒体积极小，当然是质点，故选（A）、（C）。 [误解二] 列车作平动，车上各点运动规律相同，可视为质点，故选（D）。 [正确解答] 讨论地球的公转时，地球的直径（约1.3×104km）和公转的轨道半径（约1.5×108km）相比要小得多，因而地球上各点相对于太阳的运动差别极小，即地球的大小和形状可以忽略不计，可把地球视为质点，故选（B）。 [错因分析与解题指导] 物理研究中常建立起一些理想化的模型，它是物理学对实际问题的简化，也叫科学抽象。它撇开与当前观察无关的因素和对当前考察影响很小的次要因素，抓住与考察有关的主要因素进行研究、分析、解决问题，质点就是一个理想化的模型。[误解一] 以为质点是指一个很小的点。但在小木块的翻倒过程中，木块各点绕一固定点转动，各点运动情况不同，不可看作质点。至于作布朗运动的粒子，尽管体积极小，仍受到来自各个方向上的液体分子（具有更小体积）的撞击，正是这种撞击作用的不平衡性使之作无规则运动，也不可把布朗运动粒子视为质点。[误解二]以为火车在铁道上的运动为平动，可视为质点。而本题实际考察的是经过某路标的时间，就不能不考察它的长度，在这情况中不能视其为质点。 [例4]关于质点的位移和路程的下列说法中正确的是[] A. 位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向 B. 路程是标量，即位移的大小 C. 质点沿直线向某一方向运动，通过的路程等于位移的大小 D. 物体通过的路程不等，位移可能相同 [误解]选（A），（B）。
机械振动大作业——简支梁的各情况分析
机械振动大作业 姓名：徐强 学号：SX1302106 专业：航空宇航推进理论与工程 能源与动力学院 2013年12月
简支梁的振动特性分析 题目:针对简支梁、分别用单、双、三、十个自由度以及连续体模型，计算其固有频率、固有振型。单、双、三自由度模型要求理论解；十自由度模型要求使用李兹法、霍尔茨法、矩阵迭代法、雅可比法、子空间迭代法求解基频；连续体要求推导理论解，并通过有限元软件进行数值计算。 解答： 一、 单自由度简支梁的振动特性 如图1，正方形截面（取5mm ×5mm ）的简支梁，跨长为l =1m ，质量m 沿杆长均匀分布，将其简化为单自由度模型，忽略阻尼，则运动微分方程为0=+? ?kx x m ,固有频率ωn = eq eq m k ，其中k 为等效刚度， eq m 为等效质量。因此，求出上述两项即可知单自由度简支梁的固有 频率。 根据材料力学的结果，由于横向载荷F 作用在简支梁中间位置而 引起的变形为）（2 24348EI F -)(x l x x y -=（2 0l x ≤≤）, 48EI F -3max l y =为最大挠 度，则： eq k =δF = 348EI l 梁本身的最大动能为： ）（224348EI F - )(x l x x y -==）（223 max 43x l l x y - T max =2×dx x y l m l 2 20)(21? ?? ?????=2max 351721?y m ） （
如果用eq m 表示简支梁的质量等效到中间位置时的大小，它的最大动能可表示为： T max =2max 21 ?y m eq 所以质量为m 的简支梁，等效到中间位置的全部质量为： m m eq 35 17= 故单自由度简支梁横向振动的固有频率为： ωn = eq eq m k = 3 171680ml EI m k 图1 简支梁的单自由度模型 二、 双自由度简支梁的振动特性 如图2，将简支梁简化为双自由度模型，仍假设在简支梁中间位置作用载荷，根据对称性，等效质量相等,因此只要求出在3/l 处的等效质量即可。在6/l 至2/l 之间积分，利用最大动能进行质量等效，略去小量得： m m eq 258≈ 所以，质量矩阵为： ??????=→ 1001258m m 双自由度简支梁的柔度矩阵：
高中数学之合情推理与演绎推理含答案
专题08 合情推理与演绎推理 1．在中，若则外接圆半径，将此结论拓展到空间，可得到的正确结论是在四面体中，若两两互相垂直，，则四面体的外接球半径（ ) A．B．C．D． 2．电脑上显示，按这种规律往下排，那么第个图形应该是（）A．三角形B．圆形 C．三角形可能性大D．圆形可能性大 3．下面几种推理是合情推理的是( ) ①由圆的性质类比出球的有关性质;②由直角三角形、等腰三角形、等边三角形内角和是归纳出所有三角形的内角和都是;③由,满足,推出是奇函数;④三角形内角和是,四边形内角和是,五边形内角和是,由此得凸多边形内角和是. A．①②B．①③④C．①②④D．②④ 4．如图所示的是一串黑白相间排列的珠子，若按这种规律排列下去，那么第39颗珠子的颜色是( ) A．白色B．黑色C．白色的可能性大D．黑色的可能性大 5．下面几种推理是合情推理的是( ) ①由圆的性质类比出球的有关性质; ②由直角三角形、等腰三角形、等边三角形内角和是归纳出所有三角形的内角和都是;③由 ,满足,推出是奇函数; ④三角形内角和是,四边形内角和是,五边形内角和是,由此得凸多边形内角和是 . A．①②B．①③④C．②④D．①②④ 6．如图，第1个图形由正三角形扩展而成，共12个顶点.第n个图形是由正n+2边形扩展而来，则第n+1个图形的顶点个数是 ( )
（1）（2）（3）（4） A．(2n+1)(2n+2)B．3(2n+2)C．(n+2)(n+3)D．(n+3)(n+4) 7．斐波纳契数列，又称黄金分割数列，指的是这样一个数列：1，1，2，3，5，8，13，21，34，55，89，，在数学上，斐波纳契数列定义为：，斐波纳契数列有种看起来很神奇的巧合，如根据可得，所以 ，类比这一方法，可 得 A．714B．1870C．4895D．4896 8．下面几种推理过程是演绎推理的是（） A．某校高二年级有10个班，1班62人，2班61人，3班62人，由此推测各班人数都超过60人 B．根据三角形的性质，可以推测空间四面体的性质 C．平行四边形对角线互相平分，矩形是平行四边形，所以矩形的对角线互相平分 D．在数列中，，计算由此归纳出的通项公式 9．“所有4的倍数都是2的倍数，某数是4的倍数，故该数是2的倍数”上述推理（） A．小前提错误B．结论错误C．大前提错误D．正确 10．杨辉三角，又称帕斯卡三角，是二项式系数在三角形中的一种几何排列.在我国南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法》（1261年）一书中用如图所示的三角形解释二项式乘方展开式的系数规律.现把杨辉三角中的数从上到下，从左到右依次排列，得数列：1,1,1,1,2,1,1,3,3,1,1,4,6,4,1…….记作数列，若数 列的前项和为，则（）
高考复习——《机械振动》典型例题复习
九、机械振动 一、知识网络 二、画龙点睛 概念 1、机械振动 (1)平衡位置：物体振动时的中心位置，振动物体未开始振动时相对于参考系静止的位置，或沿振动方向所受合力等于零时所处的位置叫平衡位置。 (2)机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动。 (3)振动特点：振动是一种往复运动，具有周期性和重复性 2、简谐运动 (1)弹簧振子：一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子。 (2)振动形成的原因 ①回复力：振动物体受到的总能使振动物体回到平衡位置，且始终指向平衡位置的力，叫回复力。 振动物体的平衡位置也可说成是振动物体振动时受到的回复力为零的位置。
②形成原因：振子离开平衡位置后，回复力的作用使振了回到平衡位置，振子的惯性使振子离开平衡位置；系统的阻力足够小。 (4)简谐运动的力学特征 ①简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动。 ②动力学特征：回复力F与位移x之间的关系为 F＝－kx 式中F为回复力，x为偏离平衡位置的位移，k是常数。简谐运动的动力学特征是判断物体是否为简谐运动的依据。 ③简谐运动的运动学特征 a＝－k m x 加速度的大小与振动物体相对平衡位置的位移成正比，方向始终与位移方向相反，总指向平衡位置。 简谐运动加速度的大小和方向都在变化，是一种变加速运动。简谐运动的运动学特征也可用来判断物体是否为简谐运动。 例题：试证明在竖直方向的弹簧振子做的也是简谐振运动。 证明：设O为振子的平衡位置，向下方向为正方向，此时弹簧形变量为ｘ0，根据胡克定律得 ｘ0＝mg/k 当振子向下偏离平衡位置ｘ时，回复力为 F＝mg－ｋ(ｘ＋ｘ0) 则Ｆ＝－kx 所以此振动为简谐运动。 3、振幅、周期和频率 ⑴振幅 ①物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。 ②定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅。 ③单位：在国际单位制中，振幅的单位是米(m)。
《机械振动》单元测试题(含答案)
《机械振动》单元测试题(含答案) 一、机械振动选择题 1．甲、乙两弹簧振子，振动图象如图所示，则可知（） A．甲的速度为零时，乙的速度最大 B．甲的加速度最小时，乙的速度最小 C．任一时刻两个振子受到的回复力都不相同 D．两个振子的振动频率之比f甲：f乙=1：2 E.两个振子的振幅之比为A甲：A乙=2：1 2．如图所示,甲、乙两物块在两根相同的弹簧和一根张紧的细线作用下静止在光滑水平面上,已知甲的质量小于乙的质量．当细线突然断开斤两物块都开始做简谐运动,在运动过程中（） A．甲的最大速度大于乙的最大速度 B．甲的最大速度小于乙的最大速度 C．甲的振幅大于乙的振幅 D．甲的振幅小于乙的振幅 3．甲、乙两单摆的振动图像如图所示，由图像可知 A．甲、乙两单摆的周期之比是3:2 B．甲、乙两单摆的摆长之比是2:3 C．t b时刻甲、乙两摆球的速度相同D．t a时刻甲、乙两单摆的摆角不等 4．在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律．法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系．已知单摆摆长为l，引力常量为G，地球质量为M，摆球到地心的距离为r，则单摆振动周期T与距离r的关系式为() A．T=2GM l B．T=2 l GM
C ．T = 2πGM r l D ．T =2πl r GM 5．用图甲所示的装置可以测量物体做匀加速直线运动的加速度，用装有墨水的小漏斗和细线做成单摆，水平纸带中央的虚线在单摆平衡位置的正下方。物体带动纸带一起向左运动时，让单摆小幅度前后摆动，于是在纸带上留下如图所示的径迹。图乙为某次实验中获得的纸带的俯视图，径迹与中央虚线的交点分别为A 、B 、C 、D ，用刻度尺测出A 、B 间的距离为x 1；C 、D 间的距离为x 2。已知单摆的摆长为L ，重力加速度为g ，则此次实验中测得的物体的加速度为（ ） A ． 212 ()x x g L π- B ． 212 ()2x x g L π- C ． 212 ()4x x g L π- D ． 212 ()8x x g L π- 6．如图所示，将小球甲、乙、丙（都可视为质点）分别从A 、B 、C 三点由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D ，其中甲是从圆心A 出发做自由落体运动，乙沿弦轨道从一端B 到达最低点D ，丙沿圆弧轨道从C 点运动到D ，且C 点很靠近D 点，如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判断正确的是（ ） A ．丙球最先到达D 点，乙球最后到达D 点 B ．甲球最先到达D 点，乙球最后到达D 点 C ．甲球最先到达 D 点，丙球最后到达D 点 D ．甲球最先到达D 点，无法判断哪个球最后到达D 点 7．如图1所示，轻弹簧上端固定，下端悬吊一个钢球，把钢球从平衡位置向下拉下一段距离A ，由静止释放。以钢球的平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立x 轴，当钢球在振动过程中某一次经过平衡位置时开始计时，钢球运动的位移—时间图像如图2所示。已知钢球振动过程中弹簧始终处于拉伸状态，则（ ） A ．1t 时刻钢球处于超重状态
哈工大机器人技术课程总结
第一章绪论 1. 机器人学（Robotics）它包括有基础研究和应用研究两个方面，主要研究内容有：(1) 机械手设计；(2) 机器人运动学、动力学和控制；(3) 轨迹设计和路径规划；(4) 传感器(包括内部传感器和外部传感器)；(5) 机器人视觉；(6) 机器人语言；(7) 装置与系统结构；(8) 机器人智能等。 2. 机器人学三原则：（1）机器人不得伤害人（2）机器人应执行人们的命令，除非这些命令与第一原则相矛盾（3）机器人应能保护自己的生存，只要这种保护行为不与第一第二原则相矛盾。 3. 6种型式的机器人： (1) 手动操纵器：人操纵的机械手，缺乏独立性； (2) 固定程序机器人：缺乏通用性； (3) 可编程机器人：非伺服控制； (4) 示教再现机器人：通用工业机器人； (5) 数控机器人：由计算机控制的机器人； (6) 智能机器人：具有智能行为的自律型机器人。 4. 按以下特征来描述机器人： （1）机器人的动作机构具有类似于人或其他生物体某些器官 ( 如肢体、感官等 ) 的功能； （2）机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变，是柔性加工主要组成部分； （3）机器人具有不同程度的智能，如记忆、感知、推理、决策、学习等；（4）机器人具有独立性，完整的机器人系统，在工作中可以不依赖于人的干预。 5. 机器人主要由执行机构、驱动和传动装置、传感器和控制器四大部分构成 6. 控制方式主要有示教再现、可编程控制、遥控和自主控制等多种方式。 7. 示教－再现即分为示教－存储－再现-操作四步进行。 8. 控制信息顺序信息：位置信息：时间信息： 9. 位置控制点位控制－PTP（Point to Point）： 连续路径控制－CP（Continuous Path）： 10. 操纵机器人可分为两种类型：能力扩大式机器人：遥控机器人： 11. 第三代智能机器人应具备以下四种机能：运动机能感知机能： 思维能力：人－机对话机能： 智能机器人是一种“认知－适应"的工作方式。 12.目前我国机器人的发展正朝着实用化、智能化和特种机器人的方向发展。
合情推理与演绎推理习题附答案
1．观察下列各式：a ＋b ＝1，a 2＋b 2＝3，a 3＋b 3＝4，a 4＋b 4＝7，a 5＋b 5＝11，…，则a 10＋b 10＝( ) A ．121 B.123 C ．231 D ．211 解析：选B .法一：令a n ＝a n ＋b n ，则a 1＝1，a 2＝3，a 3＝4，a 4＝7，…，得a n ＋2＝a n ＋a n ＋1，从而a 6＝18，a 7＝29，a 8＝47，a 9＝76，a 10＝123. 法二：由a ＋b ＝1，a 2＋b 2＝3，得ab ＝－1，代入后三个等式中符合，则a 10＋b 10＝(a 5＋b 5)2－2a 5b 5＝123. 2．某种树的分枝生长规律如图所示，第1年到第5年的分枝数分别为1，1，2，3，5，则预计第10年树的分枝数为( ) A ．21 B.34 C ．52 D ．55 解析：选D .因为2＝1＋1，3＝2＋1，5＝3＋2，即从第三项起每一项都等于前两项的和，所以第10年树的分枝数为21＋34＝55. 3．已知“整数对”按如下规律排成一列：(1，1)，(1，2)，(2，1)，(1，3)，(2，2)，(3， 1)，(1，4)，(2，3)，(3，2)，(4，1)，…，则第60个“整数对”是( ) A ．(7，5) B.(5，7) C ．(2，10) D ．(10，2) 解析：选B .依题意，把“整数对”的和相同的分为一组，不难得知第n 组中每个“整 数对”的和均为n ＋1，且第n 组共有n 个“整数对”，这样的前n 组一共有n （n ＋1）2 个“整数对”，注意到10×（10＋1）2<60<11×（11＋1）2 ，因此第60个“整数对”处于第11组(每个“整数对”的和为12的组)的第5个位置，结合题意可知每个“整数对”的和为12的组中的各对数依次为：(1，11)，(2，10)，(3，9)，(4，8)，(5，7)，…，因此第60个“整数对”是(5，7)． 4．如图，在梯形ABCD 中，AB ∥CD ，AB ＝a ，CD ＝b (a >b )．若EF ∥AB ，EF 到CD 与AB 的距离之比为m ∶n ，则可推算出：EF ＝ma ＋nb m ＋n ，用类比的方法，推想出下面问题的结果．在上面的梯形ABCD 中，分别延长梯形的两腰AD 和BC 交于O 点，设△OAB ，△ODC 的面积分别为S 1，S 2，则△OEF 的面积S 0与S 1，S 2的关系是( )
合情推理演绎推理专题练习及答案
合情推理、演绎推理 一、考点梳理：（略） 二、命题预测： 归纳、类比和演绎推理是高考的热点，归纳与类比推理大多数出现在填空题中，为中、抵挡题，主要考察类比、归纳推理的能力；演绎推理大多出现在解答题中，为中、高档题，在知识的交汇点出命题，考察学生的分析问题，解决问题以及逻辑推理能力。预测2012年仍然如此，重点考察逻辑推理能力。 三、题型讲解： 1：与代数式有关的推理问题 例1、观察()()()() ()() 223 3 2 2 44 3 223, a b a b a b a b a b a ab b a b a b a a b ab b -=-+-=-++-=-+++进而猜想n n a b -= 例2、观察1=1，1-4=-（1+2），1-4+9=（1+2+3），1-4+9-16= -（1+2+3+4）…猜想第n 个等式是： 。 练习:观察下列等式：3 321 23+=，33321236++=，33332123410+++=，…，根据上述规律，第五个．．． 等式．． 为 。 。 练习：在计算“”时，某同学学到了如下一种方法：先改写第k 项： 由此得 … 相加，得 类比上述方法，请你计算“”，其结果为 . 2：与三角函数有关的推理问题 例1、观察下列等式，猜想一个一般性的结论，并证明结论的真假。 2020202020202020202020203 sin 30sin 90sin 150,23 sin 60sin 120sin 18023 sin 45sin 105sin 165, 23 sin 15sin 75sin 1352++= ++=++=++= 练习：观察下列等式： ① cos2α=2 cos 2 α－1； ② cos 4α=8 cos 4 α－8 cos 2 α+1； ③ cos 6α=32 cos 6 α－48 cos 4 α＋18 cos 2 α－1； ④ cos 8α= 128 cos 8α－256cos 6 α＋160 cos 4 α－32 cos 2 α＋1； ⑤ cos 10α=mcos 10α－1280 cos 8α＋1120cos 6 α＋ncos 4 α＋p cos 2 α－1； 可以推测，m －n+p= .
机械振动大作业-求初始激励的自由振动响应
图示系统中, m1＝m2＝m3＝m, k1＝k2＝k3＝k, 设初始位移为1, 初始速度为0, 求初始激励的自由振动响应。 要求： （1）利用影响系数法求解刚度阵K和质量阵M，建立控制方程；(15分) （2）求解系统固有频率和基准化振型；(13分) （3）求解对初始激励的响应（运动方程）；(12分) （4）利用软件仿真对初始激励响应曲线(Matlab，simulink，excel均可)，给出仿真程序(或框图)、分析结果；尝试对m、k赋值，分析曲线变化； (10分) （5）浅谈对本课程的理解、体会，对授课的意见、建议；(10分) 字迹清晰，书写规整。(10分)
（1）利用影响系数法求解刚度阵K 和质量阵M ，建立控制方程； ①求解刚度矩阵K 令[]T 00 1 =X ，则弹簧变形量δ=[1 1 0]T ， 在此条件下系统保持平衡，按定义需加于三物块的力312111、、k k k 如图所示 根据平衡条件可得 0，，2312222121221111=-=-=-==+=+=k k k k k k k k k k k δδδ 同理，令[]T 010=X 得 k k k k k k k k k k -=-==+=-=-=3323222212，2， 令[]T 100=X 得 k k k k k k k ===-==33332313，-，0 故刚度矩阵为 ②求解质量矩阵M 令[ ]T 001=X 得m m m ==111，021=m ，031=m 令[]T 010=X 得012=m ，m m m ==222，032=m 令[]T 100=X 得013=m ，023=m ，m m m ==333 故质量矩阵为
合情推理练习含答案详解
2020年3月28日高中理科数学周测 一、单选题 1．下列三句话按“三段论”模式排列顺序正确的是（ ） ①cos ()y x x R =∈是周期函数；②三角函数是周期函数；③cos ()y x x R =∈是三角函数 A ．②③① B ．②①③ C ．①②③ D ．③②① 2．已知扇形的弧长为l ，半径为r ，类比三角形的面积公式S =2 ?底高 ，可推知扇形面积公式S 扇等于（ ） A ．2 2 r B ．22 l C ．12 lr D ．不可类比 3．甲、乙、丙三人中，只有一人会弹吉他.甲说：“我会”，乙说：“我不会”，丙说：“甲不会”.如果这三句话中只有一句是真的，那么会弹吉他的是（ ） A ．甲 B ．乙 C ．丙 D ．无法确定 4．下列表述正确的是（ ） ①归纳推理是由部分到整体的推理；②归纳推理是由一般到一般的推理；③演绎推理是由一般到特殊的推理；④类比推理是由特殊到一般的推理；⑤类比推理是由特殊到特殊的推理． A ．①②③ B ．②③④ C ．①③⑤ D ．②④⑤； 5． “因为四边形ABCD 是菱形，所以四边形ABCD 的对角线互相垂直”，补充以上推理的大前提正确的是（ ） A ．菱形都是四边形 B ．四边形的对角线都互相垂直 C ．菱形的对角线互相垂直 D ．对角线互相垂直的四边形是菱形 6．命题“有些有理数是无限循环小数,整数是有理数,所以整数是无限循环小数”是假命题,推理错误的原因是( ) A ．使用了“三段论”,但大前提错误 B ．使用了“三段论”,但小前提错误 C ．使用了归纳推理 D ．使用了类比推理 7．某西方国家流传这样的一个政治笑话：“鹅吃白菜，参议员先生也吃白菜，所以参议员先生是鹅”结论显然是错误的，是因为（ ）
机械振动大作业.
《机械振动基础》大作业 （2014年春季学期） 题目基于MATLAB求系统特性 姓名李超 学号1110910706 班级1108107 专业机械设计制造及其自动化 报告提交日期2014年4月23 哈尔滨工业大学
报告要求 1.请根据课堂布置的2道大作业题，任选其一，拒绝雷同和抄袭； 2.报告最好包含自己的心得、体会或意见、建议等； 3.报告统一用该模板撰写，字数不少于3000字，上限不限； 4.正文格式：小四号字体，行距为1.25倍行距； 5.用A4纸单面打印；左侧装订，1枚钉； 6.课程报告需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班 长收齐，统一发送至：shanxiaobiao@https://www.wendangku.net/doc/d52431809.html,。 7.此页不得删除。 评语： 成绩（15分）：教师签名： 年月日
求解多自由度矩阵的认识体会。 二、MATLAB程序图 m=[]; k1=[]; k=[]; c=[]; c1=[]; % 质量矩阵的输入 for i=1:10 a=input('输入质量矩阵m：'); m(i,i)=a; end %刚度矩阵的输入 for j=1:10 b=input('输入刚度系数k：'); k1(1,j)=b; end for l=1:9 k(l,l)=k1(l)+k1(l+1); k(10,10)=k1(10); k(l+1,l)=-k1(l+1); k(l,l+1)=-k1(l+1); k(10,9)=-k1(10); k(9,10)=-k1(10); end
%阻尼矩阵的输入 syms w; B=k-w^2*m %系统的特征矩阵B Y=det(B); %展开行列式 W=solve(Y); %求解wh lW=length(W); [V,D]=eig(k,m); for I=1:10 for J=1:10 V(J,I)=V(J,I)/V(5,I); end end V W 三、MATLAB结果输入输出 1.输入质量矩阵m：1 2.输入质量矩阵m：1 3.输入质量矩阵m：1 4.输入质量矩阵m：1 5.输入质量矩阵m：1 6.输入质量矩阵m：1 7.输入质量矩阵m：1 8.输入质量矩阵m：1 9.输入质量矩阵m：1 10.输入质量矩阵m：1 11.输入刚度系数k：1 12.输入刚度系数k：1 13.输入刚度系数k：1 14.输入刚度系数k：1 15.输入刚度系数k：1 16.输入刚度系数k：1 17.输入刚度系数k：1 18.输入刚度系数k：1 19.输入刚度系数k：1 20.输入刚度系数k：1 21. B = 22.[ 2 - w^2, -1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]