西北工业大学至学学期飞行器结构动力学期末考试试题.doc

西北工业大学2005至2006学年第二学期飞行器结构动力学期末考试试题 诚信保证 本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定，保证遵守考场规则，诚实做人。???????????????????????????本人签字：???????? 成绩 编号：??? 　　　????西北工业大学考试试题（卷） 2005??－2006??学年第二学期 开课学院???航天学院?????课程??????飞行器结构动力学????学时?????????? 考试日期??2006年6月??????考试时间　小时????考试形式（）（）卷 考生班级 ?? 学　号 姓　名 一、填空题（共20分） 1．如图1所示是一简谐振动曲线，该简谐振动的频率为????????Hz，从A点算起到曲线上????????点表示为完成一次全振动。 ? 图??1 2．一弹簧振子，周期是0．5s，振幅为2cm，当振子通过平衡位置向右运动时开始计时，那么2秒内振子完成_________次振动，通过路程_________cm。 3．单自由有阻尼系统的自由振动中，当阻尼因子ζ_____时，系统为衰减的简谐振动；当阻尼因子ζ_____时，系统为振动与否的临界状态，称为_________情况；当阻尼因子ζ_____时，系统__________________，称为_________情况。 教务处印制　 ??共2页　　第1页? ??? 二、问答题：（共20分） 1、（10分）简述子空间迭代法的主要步骤和求解特征值的具体作法? 2、（5分）飞行器结构动态固有特性分析的作用与特点？ 3、（5分）飞行器结构动态响应分析的时间域方法主要有哪些？选用它们时主要考虑的问题？ 三、（20分）求图2所示系统在右支承端有简谐振动的振动微分方程，并求其稳态响应表达式。 图??2 四、（20分）估算导弹轴向频率的简化模型如图3所示，求图示系统的频率和振型（提示半定系统）。 图?3 五、（20分）如图4一端固定一端自由的纵向杆，杆的抗拉刚度为EA，质量密度为ρ，长度为L,求解： 1、写出杆的纵向振动方程和边界条件； 2、已知杆的单元刚度矩阵为：，用集中质量方法（两个质点），求杆的纵向振动频率（两阶频率）。 图?4 教务处印制　　　　　　?????　　　　　　　　　　　　　　　　　共?2　页　　第?2　页 2006飞行器结构动力学试题标准答案 一、填空题 1．如图1所示是一简谐振动曲线，该简谐振动的频率为??1.25??Hz，从A点算起到曲线上?E?点表示为完成一次全振动。 ? 图??1 2．一弹簧振子，周期是0．5s，振幅为2cm，当振子通过平衡位置向右运动时开始计时，那么2秒内振子完成_4_次振动，通过路程__32__cm。 3．单自由有阻尼系统的自由振动中，当阻尼因子ζ_＜?1__时，系统为衰减的简谐振动；当阻尼因子ζ_=1_时，系统为振动与否的临界状态，称为_临界阻尼_情况；当阻尼因子ζ?＞1__时，系统??单调衰减无振动?，称为?过阻尼?情况。 二、问答题： 1、简述子空间迭代法的主要步骤和求解特征值的具体作法? 答（要点）：子空间迭代法是用于求解大型矩阵低阶特征值的方法，是Rayleigh-Ritz法与同时逆迭代法的组合。其主要步骤如下： 1.??????建立q个初始迭代向量，要求qp?(p为需要的特征对数) 2.??????对q个向量进行同时向量反迭代，并利用Rayleigh-Ritz分析原理从q个迭代向量中抽取满足精度要求的特征对。 3.??????迭代收敛后应用Sturm序列性质进行检查，保证不丢掉特征对。 具体做法： 选取的矩阵作为初向量，然后进行逆迭代。 第步迭代为，得到的比更逼近子空间特征向量，然后将、投影到子空间： ， 再求解子空间系统： 这里是特征值矩阵，是子空间特征向量。由于关于质量矩阵正交归一，得到新的正交归一化迭代向量： 再以作为新的初向量，进行下一次逆迭代。 当时，，。 设定误差限TOL，当： 满足此条件时，迭代结束。 （本题完） 2、飞行器结构动态固有特性分析的作用与特点？ 答（要点）：作用（四点以上）： 结构固有振动特性分析为总体设计和控制系统设计提供模态参数。 l????????外激励下结构动态响应分析； l????????气动弹性稳定性分析； l????????飞行器动载荷条件的确定； l????????控制回路分析和结构与控制系统耦合干扰分析； l????????飞行器内部装载与设备的减振设计； l????????飞行器敏感元件合理位置的确定； l????????旋转稳定飞行器临界旋转速度