机械振动设计计算与VB编程实例

1　编写机械振动计算程序的一般步骤 1

1.1　明确编写程序的目的和了解清楚相关的计算公式、物理量纲 1

1.2　在简单的界面上用BASIC编写计算程序并完成调试 2

1.3　设计一个较为完备的用户界面 4

1.4　用BASIC编写各过程代码指令 5

1.5　运行、调试、保存 5

2　机械振动计算程序常用的简化界面 7

2.1　下拉式菜单 8

2.2　RichTextBox控件 9

2.3　弹出式菜单 9

2.4　简化界面——数值计算程序常用的用户界面 12

3　机械振动计算编程常用的用户界面 13

3.1　机械振动计算编程的重要性 13

3.2　机械振动计算程序常用的用户界面的重要工具——通用对话框 13

3.3　通用对话框的基本属性与显示通用对话框的方法 15

3.4　具有保存计算结果功能的简化界面的程序 20

4　在常用界面上用瑞利法求螺旋桨轴扭转振动固有频率 24

4.1　用瑞利法求螺旋桨轴扭转振动固有频率简介 24

4.2　建立常用界面并编制用瑞利法求螺旋桨轴扭转振动固有频率的计算程序 25

4.3　程序运行结果分析 27

5　在参数化界面上用瑞利法求螺旋桨轴扭转振动固有频率 29

5.1　编制参数化界面的频率计算程序 29

5.2　参数化界面源程序生成应用程序 33

5.3　生成的执行文件.exe文件中的帮助系统和纠错系统 34

5.4　编制数值计算程序的一些要点 38

5.5　将应用程序编译成.exe可执行文件的有关问题 39

6　用重弦法计算螺旋桨轴扭转振动固有频率 40

6.1　瑞利法和重弦法的简介 40

6.2　用重弦法求螺旋桨轴扭转振动固有频率计算程序的编制 44

6.3　程序运行结果及分析 46

7　单缸发动机垂直激振力的计算及用Excel、MATLAB绘制激振力曲线 48

7.1　单缸发动机垂直激振力计算的介绍 48

7.2　对单缸发动机的垂直激振力计算的程序编制 49

7.3　程序运行结果及分析 51

7.4　用Excel绘制激振力曲线图 52

7.5　用MATLAB绘制激振力曲线图 54

7.6　编制已知最大的垂直振动瞬间位移值求该柴油机试验台架刚度的计算程序 55

7.7　程序运行结果及分析 56

8　单缸发动机对支承作用力的计算 59

8.1　单缸发动机对支承作用力的计算 59

8.2　柴油单缸机对支承的作用力计算程序的编制 59

8.3　程序运行结果及分析 62

8.4　用Excel绘制左支承所受作用力曲线图 63

9　用欧拉、瑞利等四种公式计算两种型材长短梁的固有频率 66

9.1　概述 66

9.2　用欧拉、瑞利等四种公式计算两种型材长短梁前10阶的固有频率 66

9.3　梁的固有频率计算程序的编制 67

9.4　程序计算的结果及分析 70

10　计算和改变固有频率及放大因数使装置远避共振改善安全可靠性 72

10.1　无阻尼受迫振动中的共振 72

10.2　通过举例说明用改变固有频率及频率放大因数，使装置远避共振改善安全可靠性 74

10.3　编制计算和改变发电机组连接轴的固有频率及放大因数，使装置远避共振改善可靠性

程序 75

10.4　程序计算的结果及分析 78

11　三个不同的隔振系数作对比的风机隔振计算 80

11.1　关于汽车厂油漆线上的通风机 80

11.2　编制风机隔振计算的程序 81

11.3　程序计算的结果及分析 83

12　用霍尔寿法求多缸发动机扭转振动固有频率 84

12.1　用三质量扭振公式求多缸发动机曲轴扭转振动一、二阶固有频率初值 84

12.2　编制用三质量扭振公式求一、二阶固有频率初值 85

12.3　程序计算的结果及分析 87

12.4　举例说明霍尔寿法如何求多缸发动机扭转振动固有频率 87

12.5　编制用霍尔寿法求多缸发动机扭转振动固有频率的计算程序 89

12.6　程序计算的结果及分析 92

13　已知发动机固有频率求多缸发动机临界转速及固有振型 94

13.1　多缸发动机的临界转速 94

13.2　编制求多缸发动机临界转速的计算程序 95

13.3　程序运行结果及分析 97

13.4　三质量扭振系统的固有振型 98

13.5　编制计算三质量扭振系统的固有振型的程序 99

13.6　程序运行结果及分析 102

13.7　在Excel上作振型图 102

14　用电磁激振器的计算来说明其参数对系统受迫振动的影响 104

14.1　受迫振动的稳态振动 104

14.2　用电磁激振器的计算来说明其参数对系统受迫振动的影响 105

14.3　编制电磁激振器的计算程序 106

14.4　程序计算的结果及分析 108

15　用迭代法对超声波振动加工变幅杆的优化设计 110

15.1　超声波加工变幅杆的介绍 110

15.2　用迭代法对超声加工变幅杆(带中孔)的优化设计的程序编制 112

15.3　对超声加工圆锥形变幅杆(带中孔)优化的计算结果及分析 114

16　汽车钢板弹簧的威布尔分布分析 116

16.1　汽车钢板弹簧的威布尔分布分析 116

16.2　威布尔分布分析零部件可靠性的程序编制 121

16.3　程序运行结果及分析 125

16.4　威布尔分析置信检验 126

17　用MATLAB作弹性梁挠度计算 129

17.1　弹性梁的柔度计算 129

17.2　弹性梁的柔度计算的程序编制 129

17.3　程序运行结果及分析 132

17.4　简支梁多处加载，而后产生的综合变形（挠度）的计算的程序编制 132

18　汽车离合器减振器扭转刚度计算及用MATLAB绘制扭转刚度曲线 135

18.1　汽车离合器扭转减振器的设计计算和基本参数选择 135

18.2　编制计算汽车离合器从动盘减振器性能的程序 139

18.3　计算结果及分析 148

18.4　从动盘减振器性能曲线绘制的MATLAB程序的编制及运行 149

18.5　几个常用平台绘制性能曲线的比较 152

19　力传递率与固频激频比的关系 153

19.1　振动控制中的振动的隔绝 153

19.2　编制力传递率与固频激频比的函数关系的计算程序 154

19.3　计算结果及分析 155

19.4　采用MATLAB作出力传递率与固有频率激振频率比的关系曲线图 156

20　机组的固有频率与减振器静态下沉度的关系 158

20.1　关于机组的固有频率与减振器静态下沉度的关系 158

20.2　编制固有频率与减振器静态下沉度函数关系的计算程序 158

20.3　计算结果及分析 160

20.4　采用MATLAB作出固有频率与下沉度关系曲线图 160

20.5　采用MATLAB作出具有对数坐标的固有频率与下沉度关系曲线图 161

21　有阻尼单自由度系统受迫振动简谐激振的响应 162

21.1　有阻尼单自由度系统受迫振动简谐激振的响应 162

21.2　编制绘出阻尼比0、0.15、0.25、0.5、0.75频幅响应曲线的MATLAB程序 163

21.3　对阻尼比0、0.15、0.25、0.5、0.75的单自由度幅频响应曲线图的分析 165

22　某无阻尼二自由度系统振动的分析计算 166

22.1　某无阻尼二自由度系统 166

22.2　编制计算某无阻尼二自由度系统的MATLAB程序 167

22.3　计算及结果分析 167

23　某二自由度系统的机械振动的矩阵计算和绘制振动波形 169

23.1　二自由度系统的机械振动 169

23.2　根据上面的模型写出MATLAB程序 170

23.3　程序运行结果 171

24　某无阻尼三自由度系统振动的分析计算 173

24.1　某无阻尼三自由度系统 173

24.2　编制计算某无阻尼三自由度系统的MATLAB程序 173

24.3　计算及结果分析 174

附录 176

附录1 用Simulink对任意激振响应的运动仿真 176

f1.1　任意激振的响应 176

f1.2　建立系统的数学模型 177

f1.3　用simulink创建模型 178

f1.4　用积分模块建立带阻尼的任意激振响应的运动仿真模块组 179

f1.5　模块参数设置 179

f1.6　仿真运行结果 180

附录2 用Simulink对某轿车悬架系统的建模和控制仿真 180

f2.1　轿车被动悬架的建模 180

f2.2　轿车主动悬架的建模 183

f2.3　脉冲响应 187

f2.4　悬架系统对比分析及评价 189

附录3 实训编程语言索引 189

参考文献 191

本书将机械振动设计的基本知识和计算机编程有机结合，精选了工程实际中机械振动设计计算的 40 多个实例进行详细介绍，给出了理论计算、编程方法及源程序，其中用VB编写的共25例，用MATLAB编写的16例，另外有3例是用Excel来完成的。本书提供所有实例的编程源代码，可以直接通过二维码或网站网址进行下载，方便读者调用。

本书可供机械设计、机械振动的研究人员、工程技术人员以及高等院校机械专业师生学习和参考，也可供工程软件开发的技术人员参考使用。

1 将数值算法的复杂计算编程化：数值算法的计算基本上都是高等数学的复杂运算，计算机编程大大提高了效率和准确性。2 列举20多个数值算法工程计算典型实例：作者从事工程软件设计、程序开发的编程计算多年，积累了丰富工程实例，本书提供了所有计算的程序源代码，供读者直接调用参考。

《工程数值算法及VB编程实例》一书分为上、下两篇：上篇是工程数值算法应用程序编程基础，主要介绍了数值算法所需的各种不同的用户界面及建立方法，其中数值算法常用的用户界面是一种非常实用的用户界面，设有菜单，并在代码中加有过滤器使运行后把计算结果保存到文本文档，可从文本文档中直接获取计算书；下篇是工程数值算法应用实例，列举了21个工程技术应用的实例来介绍VB数值算法，附送所有编程实例的源代码供读者下载使用。本书可供企业工程技术人员、高等院校理工科学生学习和参考，也可供工程软件开发的技术人员参考使用。 2100433B

本书将机械工程力学应用（理论力学和材料力学）的理论计算基础知识和计算机编程有机结合，共列举32个工程力学的典型编程算例进行详细介绍， 给出了理论计算、编程方法及源程序，其中用VB编程26例，其余用MATLAB和Excel编写。本书提供所有实例的程序源代码，读者可以下载调用。

本书可供机械设计人员、机械工程技术人员、高等院校理工科学生学习和参考，也可供工程软件开发的技术人员参考使用。