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- 素材大小:
- 3.3 MB
- 素材授权:
- 免费下载
- 素材格式:
- .ppt
- 素材上传:
- lipeier
- 上传时间:
- 2019-12-13
- 素材编号:
- 248209
- 素材类别:
- 课件PPT
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素材预览
这是机械动力学ppt,包括了分子动力学,微机电系统(MEMS),宏观机械,机械动力学,机械振动,多刚体动力学,多弹性体动力学等内容,欢迎点击下载。
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机械动力学 姓 名: 何江波 学 院: 机械工程学院 邮 箱:445875183@qq.com 动力学 动力学是理论力学的分支学科,研究作用于物体的力与物体运动的关系。动力学的研究对象是运动速度远小于光速的宏观物体。原子和亚原子粒子的动力学研究属于量子力学,可以比拟光速的高速运动的研究则属于相对论力学。 以经典力学为基础。经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理动力学(拉格朗日力学,哈密顿力学)。 动力学的基本内容包括质点动力学、质点系动力学、刚体动力学、拉格朗日动力学等。以动力学为基础而发展出来的应用学科有天体力学、振动理论、运动稳定性理论、多刚体系统动力学、晶体动力学等。 动力学不光是力学问题,同时也是数学问题。 动力学 分子动力学 分子动力学是一门结合物理,数学和化学的综合技术。分子动力学是一套分子模拟方法,该方法主要是依靠牛顿力学来模拟分子体系的运动 可以广泛应用于物理,化学,生物,材料,医学等各个领域。 动力学 微机电系统(MEMS) 最前沿的半导体技术之一,是目前科学技术的研究热点。MEMS是指可批量制造的,集微型结构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路,甚至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。MEMS尺寸在微米至毫米之间。 宏观机械 汽车、机器人 、高铁、航空、火箭、导弹 机械动力学 1. 定义: 研究机械在力的作用下的运动和机械在运动过程中产生力的科学。 2. 基础理论:经典力学 3. 描述机械动力学的基本参数 1)结构参数: 几何参数(杆长、梁宽、梁高) 物理参数(质量、转动惯量、阻尼、刚度) 2)运动参数:位移、速度、加速度、角位移、角速度、角加速度 3)力参数:力、力矩 机械动力学 4. 研究内容 1)已知机械的物理参数、几何参数,进行动力学分析 a、已知运动求受力 b、已知受力求运动规律 2)已知运动、受力求结构 这是机械设计的研究问题,一般实际做法是先设计后校核,少数情况是直接求设计参数。 课程内容 1. 机械振动 单自由振动 多自由度振动 连续系统振动 2.多刚体动力学 动态静力分析 单自由度机械系统 多自由度机械系统 3.多弹性体动力学 课程内容 教材和参考书 [1]季文美,机械振动,机械振动学,科学出版社, 1985 [2]张策 .机械动力学. 高等教育出版社, 2008 [3]沈惠川.经典力学. 中国科学技术大学出版社,2006 先修知识: 高等数学、线性代数、理论力学、机械原理 相关知识: 分析力学、机械振动、数值分析 相关工具: 数学软件(MATLAB 、MATHEMATIC),有限元软件(COMSOL、 ANSYS),多体动力学软件(COMSOL、 ADAMS)等 单自由度系统自由振动 教学内容 无阻尼自由振动 弹簧刚度系数 能量法 阻尼自由振动 无阻尼自由振动 令 x 为位移,弹簧恢复力为: 当系统受到初始扰动时,由牛顿第二定律,得运动方程: 则自由振动微分方程 : 无阻尼自由振动 令 x 为位移,以质量块的静平衡位置为坐标原点,弹簧恢复力为: 当系统受到初始扰动时,由牛顿第二定律,运动方程: 其中: 则自由振动微分方程 : 无阻尼自由振动 令: 则微分方程变换为: 特征方程: 方程有两个复数解 : 通解: 无阻尼自由振动 无阻尼自由振动 无阻尼的质量弹簧系统受到初始扰动后,其自由振动是以 ω0 为振动频率的简谐振动,并且永无休止 ω0是系统固有的数值特征,与系统是否正在振动着以及如何进行振动的方式都毫无关系 ;A、φ不是系统的固有属性的数字特征,与系统过去所受到过的激励和考察开始时刻系统所处的状态有关 初始条件是外界能量转入的一种方式,有初始位移即转入了弹性势能,有初始速度即转入了动能 无阻尼自由振动 无阻尼自由振动 无阻尼自由振动 无阻尼自由振动 无阻尼自由振动 由上例可看出,除了选择了坐标不同之外,角振动与直线振动的数学描述完全相同。如果在弹簧质量系统中将 m、k 称为广义质量及广义刚度,则弹簧质量系统的有关结论完全适用于角振动。以后不加特别声明时,弹簧质量系统是广义的 无阻尼自由振动 从前面两种形式的振动看到,单自由度无阻尼系统总包含着惯性元件和弹性元件两种基本元件,惯性元件是感受加速度的元件,它表现为系统的质量或转动惯量,而弹性元件是产生使系统恢复原来状态的恢复力的元件,它表现为具有刚度或扭转刚度度的弹性体。同一个系统中,若惯性增加,则使固有频率降低,而若刚度增加,则固有频率增大 无阻尼自由振动 无阻尼自由振动 教学内容 无阻尼自由振动 弹簧刚度系数 能量法 阻尼自由振动 弹簧刚度系数 弹簧刚度系数就是使弹簧产生单位变形的所需要的力或者力矩,任何弹性都可以看为弹簧 弹簧刚度系数 弹簧串联 弹簧刚度系数 例:求电容微加速度计的弹簧刚度 弹簧刚度系数 例:求电容微加速度计的弹簧刚度 弹簧刚度系数 教学内容 无阻尼自由振动 弹簧刚度系数 能量法 阻尼自由振动 能量法 能量法 能量法 能量法 能量法 能量法 能量法 能量法 能量法 教学内容 无阻尼自由振动 弹簧刚度系数 能量法 阻尼自由振动 上次内容回顾 上次内容回顾 无阻尼的单自由度振动是以 ω0 为振动频率的简谐振动 ω0是系统固有的数值特征,与系统是否正在振动着以及如何进行振动的方式都毫无关系 ;A、φ不是系统的固有属性的数字特征,与系统过去所受到过的激励和考察开始时刻系统所处的状态有关 初始条件是外界能量转入的一种方式,有初始位移即转入了弹性势能,有初始速度即转入了动能 能量法 阻尼自由振动 阻尼自由振动 阻尼自由振动 阻尼自由振动 阻尼自由振动——欠阻尼 阻尼自由振动——欠阻尼 阻尼自由振动——欠阻尼 阻尼自由振动——欠阻尼 阻尼自由振动——欠阻尼 阻尼自由振动——欠阻尼 阻尼自由振动——过阻尼 阻尼自由振动——过阻尼 阻尼自由振动——临界阻尼 阻尼自由振动——临界阻尼 齐次常系数微分方程的解(重特征根情况) 阻尼自由振动——临界阻尼 阻尼自由振动——临界阻尼 阻尼自由振动——临界阻尼 阻尼自由振动——临界阻尼 阻尼自由振动——临界阻尼 阻尼自由振动 阻尼自由振动 阻尼自由振动 阻尼自由振动 阻尼自由振动 阻尼自由振动 阻尼自由振动 谢 谢!
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