振动力学A教学大纲.doc

2.闻邦椿,刘树英,张纯宇编著:机械振动学.北京冶金工业出版社.执笔人:王丽娅课程性质,目的与任务振动力学作为力学专业的基础必修课,一方面,必须要求学生对基本概念和.*振动力学A教学大纲课程编码：08141006课程名称：振动力学A英文名称：VIBRATION MECHANICS开课学期：第五学期学时/学分：60/3 （其中实验学时：0） 课程类型：学科基础必修课开课专业：工程力学选用教材：机械振动力学机械振动力学张义民 编著.部吉林科学技术出版社， 2000。主要参考书：1.郑兆昌主编： 机械振动（上册）。北京科学出版社， 1980，1986。2.闻邦椿、刘树英、张纯宇编著：机械振动学。北京冶金工业出版社。执笔人：王丽娅一、 课程性质、目的与任务振动力学作为力学专业的基础必修课，一方面，必须要求学生对基本概念和原理理解得十分准确和透彻，同时，要求掌握其振动所具有的动力特征、内在的动力机制和物理参数所代表的实际工程中的物理意义。另一方面，要求培养学生能应用振动力学的基本理论和基本方法去分析和解决在工程中所常见的振动问题。二、 教学基本要求1.了解描述振动力学中的基本术语，振动系统模型分类，研究振动的主要技术路线，振动要解决的问题。2.要了解单自由度线性系统的自由振动的动力响应、振动特征和各个振动元件的内在联系和动力机制。同时也要掌握系统“固有频率”概念和其了解物理意义及其掌握计算系统固有频率的方法；要了解阻尼和无阻尼系统的动力特征差别，阻尼效应，临界阻尼概念。以及如何利用其自由振动响应估算系统的阻尼系数和了解能量守恒定律和牛顿定律之间的内在联系。3.要了解单自由度线性系统的强迫振动的动力响应、振动特征。同时也要了解系统“放大因子”概念。了解响应、系统固有特征及其不同激励力（谐波激励，脉冲激励，阶跃激励，一般激励）之间的内在联系和“共振”现象的动力机制。了解系统固有频率和阻尼在系统共振响应中所扮演的角色。另一方面，要掌握计算系统强迫激励响应的几种经典方法（傅里叶级数法、卷积积分法和傅里叶级积分法）； 4.同时，也要求学生要能应用单自由度系统振动理论去解决实际工程中所遇到的相应问题：包括：1）如何把实际工程结构抽象为理想的振动力学模型；2）根据力学模型和其物理定律建立运动微分方程；3）计算系统响应；4）分析系统响应所具有的动力特征和与激励之间的内在联系。5.了解在振动分析中最常用的数值差分方法，同时掌握利用这些方法编写计算机程序进行运算。6.作为多个自由度的最简单情况，首先让学生了解两个自由度振动系统的动力特征、初步了解“固有振型”和系统“特征值”概念。掌握求解两个自由度系统的自由振动和强迫振动两种类型的响应的基本方法。7.了掌握利用坐标线性变换化坐标耦合系统为具有相互独立广义坐标的系统，其目的是化求解多自度耦合系统振动问题变为求解系统的特征值问题。了解多自由度系统振动方程的矩阵形式，振型向量概念和掌握求解系统对一般激励响应的振型分析方法。了解两种比较流行的求解系统特征值问题方法（矩振迭代法和特征行列式方法）。了解影响系数、刚性系数和惯性系统对系统响应的影响。三、 各章节内容及学时分配1.绪论：动力学简介、学习的主要内容、研究的主要方法、描述振动的基本概念、振动力学的分类、振动要解决的问题2.单自由度系统的自由振动单自由度线性阻尼振动系统、对数衰减率、能量守恒定理、有效质量、瑞利法、小结，课堂讨论 （6学时）3.单自由度系统的强迫振动对谐波激励的响应、复频响应、隔振、振动测量仪、简谐力和阻尼力的功、等效粘性阻尼、迭加原理、系统对周期激励的响应傅里叶级数、系统对任意激励的响应卷积积分、系统对任意激励的响应傅里叶积分、龙格-库塔法，小结，课堂讨论。（18学时）4.两个自由度系统振动 概述、两个自由度系统的运动方程、无阻尼系统自由振动、固有振型、坐标变换和耦合、振型矢量的正交性和固有坐标、两个自由度系统对初始激励的响应、两个自由度系统对强迫谐波激励的响应、无阻尼吸振器、小结，课堂讨论。（10学时）5.多个自由度系统振动概述、运动微分方程与广义坐标、线性系统运动微分方程矩阵表达方式、线性变换、线性变换与耦合、无阻尼自由振动、特征值问题、振型矢量的正交性、展开定理、系统对初始激励的响应、振型分析、用特征行列式求解特征值问题、用矩阵迭代法求特征值问题、影响系数、刚性系数和惯性系数的性质、半定系统、瑞利商、无阻尼离散线性系统一般激励响应、振型分析、多自由度有阻尼系统对一般激励的响应、振型分析、小结、课堂讨论。（24学时）6最后总结复习