《机械振动学实验》课程教学大纲

1、机械振动学实验教学大纲一、课程基本信息课程编码：03130407课程名称：机械振动学 课程英文名称：Theory of Vibration with Applications课程所属单位：机械工程系机械设计制造及其自动化教研室课程面向专业：机械设计制造及其自动化课程类型：必修课，双语教学课（不单独设课）先修课程：理论力学、材料力学、高等数学及线性代数、积分变换、机械原理。学分：3 学时：48 （实验学时：8）应开试验项目个数：4 二、课程性质和目的： 本课程是机械设计制造及其自动化专业的一门重要学科基础课程，主要研究机械系统及工程实际中普遍存在的振动的机理、建模、分析和控制。旨在帮助学生掌握线

2、性振动的基础理论、建模技能和分析计算方法，并培养对工程与机械系统进行振动分析与控制设计、解决工程中有关振动问题的能力。本课程重点阐述振动的基本理论与分析方法，并结合工程实际说明其应用前景。通过对振动现象的本质上的理解和分析，达到高层次的抽象，能够掌握和运用若干典型的方法对问题进行正确的求解。三、课程内容与要求：实验一：单自由度系统自由衰减振动及固有频率、阻尼比的测定2学时基本要求：通过对简支梁、悬臂梁等常见构件的振动测试，使学生了解机械构件的振动测试原理，掌握基本基本机械结构的固有频率、阻尼比的测定方法。主要内容：自选基本振动系统，理解其系统构造，分别在不同的初始条件下观测试验结果并分析出振动

3、基本参数，与理论计算对比分析，并对试验进行总结。操作要点：见机械振动学实验指导书主要仪器设备：ZJY-601型振动教学实验系统（东方振动研究所）。实验二：单自由度系统强迫振动的幅频特性、固有频率及阻尼比的测定 2学时基本要求：通过对简支梁、悬臂梁等常见构件的强迫振动测试，使学生了解机械构件的强迫振动测试与故障检测原理，学会对机械构件进行振动幅频特性分析。 主要内容：自选基本振动系统，理解其系统构造，分别在不同的激励频率及幅值条件下观测试验结果并分析出振动基本参数，与理论计算对比分析，并对试验进行总结。操作要点：见机械振动学实验指导书主要仪器设备：ZJY-601型振动教学实验系统（东方振动研究所

4、）。实验三： MATLAB单自由度自由振动仿真 2学时基本要求：学习计算机振动仿真软件MATLAB的使用，并利用软件工具对简单的常见机械结构进行单自由度振动仿真，并进行分析。试验内容：根据工程物理实际，在MATLAB软件平台上建立单自由度自由振动分析仿真模型，设计仿真程序，输出结果并进行分析。操作要点：见机械振动学实验指导书主要仪器设备：硬件计算机；软件MATlab平台系统。实验四：单自由度振动系统的SIMULINK仿真2学时基本要求：学习SIMULINK仿真工具的使用，利用SIMULINK工具箱搭建机械振动的仿真框图，并实时观测和分析仿真结果。试验内容：根据工程物理实际，在MATLAB/SI

5、MULINK软件平台上建立单自由度强迫振动分析仿真模型，设计仿真方框图，输出结果并进行分析。操作要点：见机械振动学实验指导书主要仪器设备：硬件计算机；软件MATlab/SIMULINK平台系统。四、学时分配实验学时分配表序号实验项目（或内容）名称实验学时实验类型每组实验人数说明验证性设计性综合性其它1MATLAB单自由度自由振动仿真21上机2单自由度振动系统的SIMULINK仿真2上机3单自由度系统自由衰减振动及固有频率、阻尼比的测定26试验4单自由度系统强迫振动的幅频特性、固有频率及阻尼比的测定26试验小计8 2 2五、教学方法与教学要求：本课程实验分计算机振动仿真与振动测试仪的振动测试两部

6、分。计算机仿真要求学生课外自学或实验教师另外安排时间讲解MATLAB的基本使用方法与M语言编程等基础知识；振动测试要求学生提前熟悉ZJY-601型振动教学实验系统，了解DASP测试分析软件的基本操作规范和步骤。本课程实验具体的实验操作步骤，在自编的机械振动学实验指导书里有详细的说明，并要求每位学生在做完实验后，完成相应的试验报告，每个实验一份。计算机振动仿真实验每组安排一个班级（约30人），振动测试实验根据现有实验设备台套数，每台套安排2人实验，多台套同时进行。两实验项目都可以有多种选做实验，具体实验项目见机械振动学实验指导书。六、课程考核办法：实验成绩以实验操作过程和学生书写的实验报告为依据，采用10分制。课程考试形式为考查（开卷），全英文试题和全英文答卷。期末考试成绩占60，平时成绩占30，实验成绩10。七、实验教材与参考资料：课程教材：Thomson W. T. and Dahleh M. D. Theory of Vibration with Applications. The 5th Edition, Prentice Hall, 1998. 实验教材：自编机械振动学实验指导书参考书：Inman D. J. Engineering Vibration. The 2nd Editon, Prentice Hal