《機械振動學》教學大綱

1、機械振動學教學大綱一、課程基本信息開課單位機械與運載工程學院課程代碼ME07019課程名稱機械振動學英文名稱MechanicalVibration課程性質必修學分2總學時32先修課程高等數(shù)學、理論力學開課學期2013-2014-2適應專業(yè)機自二課程描述中文：隨著工程技術發(fā)展，振動問題已成為諸多工程領域經(jīng)常遇到的嚴重問題。因此，機械振動學已成為工程師必備的基礎理論知識，他是機械制造及其自動化專業(yè)基礎必修課。課程目標：1教授學生振動的基本理論和分析方法，培養(yǎng)學生掌握機械振動的基本原理和應用基本理論解決工程實際問題的能力。2掌握與工程實際密切相關的若干理論知識，包括：測振原理、隔振設計、吸振器設計等

2、。3通過完成與工程相關的大作業(yè)，鍛造學生對工程振動問題正確的力學建模能力，及應用振動理論和分析方法解決問題的能力。英文：Withtheengineeringandtechnicaldevelopment,thevibrationproblemhasbecomeaseriousproblemoftenencounteredinmanyengineeringfields.Therefore,themechanicalvibrationisthefundamentaltheoreticalknowledgethatengineersshouldmaster.Thiscourseisarequired

3、basicspecializedcoursefortheundergraduateofmechanicalmanufacturingandautomation.CourseObjectives：Theobjectiveofthiscourseistoenablestudentstomasterthefundamentaltheoriesandmethodsofmechanicalvibration,andtoobtaintheabilityofapplyingthosefundamentalmethodstosalvepracticalengineeringproblems.Studentsa

4、rerequiredtomasterseveralprinciplescloselyrelatedtopracticalengineering,includingvibrationmeasurement,vibrationisolation,vibrationabsorber.Thiscourseisdesignedtohelpstudentstoachievethecapabilityofconstructingmechanicsmodelofpracticalproblems,andtobeskilledatsalvingpracticalproblems,throughdoingexer

5、cisesrelatedtoengineering.三、課程內(nèi)容（一）課程教學目標1教授學生振動的基本理論和分析方法，培養(yǎng)學生掌握機械振動的基本原理和應用基本理論解決工程實際問題的能力。2. 掌握與工程實際密切相關的若干理論知識，包括：測振原理、隔振設計、吸振器設計等。3. 通過完成與工程相關的大作業(yè)，鍛造學生對工程振動問題正確的力學建模能力，及應用振動理論和分析方法解決問題的能力。（二）基本教學內(nèi)容緒論單自由度系統(tǒng)自由振動單自由度系統(tǒng)強迫振動二自由度系統(tǒng)振動多自由度系統(tǒng)振動連續(xù)系統(tǒng)振動第一章、緒論教學目的與要求：1了解學習的主要內(nèi)容2掌握機械振動的基本概念3了解振動問題的幾種提法4理解振動問

6、題的分類、振動要解決的問題教學重點：機械振動的概念教學難點：機械振動的概念教學內(nèi)容：基本概念和學習目的；振動問題的提出；力學模型；振動及系統(tǒng)的分類學時分配：1第二章、1自由度線性系統(tǒng)（一）自由振動教學目的與要求：1掌握無阻尼單自由度系統(tǒng)自由振動的特性，固有頻率、振幅與初相位的求解2理解無阻尼單自由度系統(tǒng)自由振動的矢量表示3掌握能量法與等效參數(shù)法求解單自由度系統(tǒng)固有頻率4掌握有阻尼單自由度系統(tǒng)自由振動的特性，阻尼比與阻尼固有頻率的求解5理解有阻尼單自由度系統(tǒng)振動衰減與減幅率與阻尼比的關系教學重點：單自由度系統(tǒng)自由振動的特性與固有頻率求解教學難點：有阻尼單自由度系統(tǒng)振動教學內(nèi)容：單自由度系統(tǒng)自由振

7、動：諧振動與諧振子；能量法；等效質量和等效剛度阻尼自由振動；衰減振動與減幅率。學時分配：3第三章、1自由度線性系統(tǒng)（二）定常強迫振動教學目的與要求：1掌握簡諧激勵下單自由度無阻尼系統(tǒng)的響應求解2理解簡諧激勵下單自由度無阻尼系統(tǒng)的振動特性與共振3掌握簡諧激勵下單自由度阻尼系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應求解4了解穩(wěn)態(tài)響應的向量表示5理解簡諧激勵下單自由度阻尼系統(tǒng)的幅頻、相頻曲線及共振6掌握簡諧慣性激勵單自由度阻尼系統(tǒng)的響應求解7理解工程中的強迫振動問題教學重點：簡諧激勵下單自由度阻尼系統(tǒng)的響應教學難點：簡諧慣性激勵單自由度系統(tǒng)的響應教學內(nèi)容：單自由度系統(tǒng)受迫振動：無阻尼系統(tǒng)受迫振動（簡諧激勵的強迫振動、穩(wěn)態(tài)響應特

8、性、共振）;線性阻尼系統(tǒng)受迫振動（簡諧激勵的強迫振動、幅頻（相頻）特性、共振特性及其建立過程）;轉子動力學初步、基礎激勵的強迫振動工程中的振動問題（測振原理、隔振原理）學時分配：12第四章、1自由度線性系統(tǒng)（三）非定常響應教學目的與要求：1掌握諧波分析法求解任意周期激勵的單自由度系統(tǒng)響應2掌握疊加原理與杜哈梅積分求解非周期激勵的單自由度系統(tǒng)響應教學重點：拉普拉斯變換法教學難點：非周期激勵的單自由度系統(tǒng)響應教學內(nèi)容：非周期激勵下的非定常響應（脈沖響應法、拉普拉斯變換法）學時分配：2第五章、多自由度系統(tǒng)振動教學目的與要求：1掌握二自由度無阻尼系統(tǒng)自由振動的固有頻率及主振型求解2掌握二自由度阻尼系統(tǒng)

9、微分方程的建立與響應的求解4理解動力吸振器的原理與設計5掌握影響系數(shù)法與拉格朗日方程建立多自由度系統(tǒng)的動力學方程6掌握多自由度無阻尼系統(tǒng)固有頻率與模態(tài)求解7掌握多自由度阻尼系統(tǒng)的模態(tài)分析教學重點：兩自由度系統(tǒng)的自由振動教學難點：多自由度系統(tǒng)振動教學內(nèi)容：二自由度系統(tǒng)自由振動：特征值（頻率）方程，固頻，主振形，模態(tài)，模態(tài)疊加法。二自由度系統(tǒng)受迫振動：無阻尼受迫振動，吸振器原理。多自由度系統(tǒng)振動：多自由度系統(tǒng)的動力學方程建立（拉格朗日方程）；無阻尼實模態(tài)分析（模態(tài)正交性，模態(tài)變換、模態(tài)疊加法）；經(jīng)典阻尼實模態(tài)分析學時分配：12第六章、彈性體振動的精確解法教學目的與要求：1理解通過桿的縱向振動推導一維波動方程2掌握固有頻率和模態(tài)函數(shù)的求解3了解主振型的正交性4掌握梁的彎曲自由振動頻率方程求解5理解梁的強迫振動響應求解教學重點：固有頻率與模態(tài)函數(shù)的求解教學難點：梁的彎曲振動教學內(nèi)容：二自由度系統(tǒng)自由振動：桿的縱向振動，固有頻率和模態(tài)函數(shù)，主振型的