【信息科学与工程学】【物理/化学科学和工程技术】知识体系01——力学基础14 线性振动力学
编号类型领域问题参数列表及边界条件及范围及区间关联知识1理论分析线性振动力学单自由度粘性阻尼系统的自由振动响应1.力学建模:质量为 m的质点通过刚度为 k的弹簧和阻尼系数为 c的阻尼器连接于固定基础。忽略重力,仅考虑弹性力 −kx和阻尼力 −cx˙。2.运动微分方程:由牛顿第二定律得mx¨+cx˙+kx=03.特征方程:设解 x=est,代入得ms2+cs+k=0解得s1,2=−ζωn±ωnζ2−1其中固有频率 ωn=k/m,阻尼比 ζ=c/(2mk)。4.分类讨论:-欠阻尼 (ζ1):令阻尼振荡频率 ωd=ωn1−ζ2,通解x(t)=e−ζωnt(Acosωdt+Bsinωdt)代入初始条件 x(0)=x0,n