机械振动第1章：绪论

机械振动基础谢涛办公室：科技园2F楼423室手机ietao@学时：28+4学分：2课程目的和基本要求本课程作为一门专业基础课程，其教学目的与任务是要求学生学习和掌握机械振动的基本理论，初步具有把机械系统振动、噪声等实际问题抽象为理论模型，并利用所学到的理论知识和方法来分析和解决实际机械系统振动噪声问题的能力，学会机械振动噪声的测试分析及实验方法和技能。培养学生对机械系统动态问题的认识和分析能力，并且提高学生在学校和将来解决实际问题的能力。课程主要内容第一章绪论3学时第二章基础理论3学时第三章单自由度系统的振动6学时第四章二自由度系统的振动6学时第五章多自由度系统的振动4学时第六章连续弹性体振动及有限元法4学时第七章工程振动测试和实验2学时其它教学环节和成绩权重1、大作业（2选1）：多自由度系统动力学建模及基于MATLAB的动态特性分析；连续弹性体的动态特性有限元分析2、考试权重（采用累加式的考试办法，即课程的总成绩由以下几部分构成）：大作业占15%；实验成绩占15%；期末考试占70%第一章绪论机械振动：指机械系统(即力学系统)中的振动。任何力学系统，只要它具有弹性和惯性，都可能发生振动。这种力学系统称为振动系统。第一节机械振动基本概念机械振动举例★心脏的搏动、耳膜和声带的振动★声音的产生、传播和接收★桥梁和建筑物在阵风或地震激励下的振动★飞机和船舶在航行中的振动★机床和刀具在加工时的振动★各种动力机械的振动★控制系统中的自激振动机械振动危害☆振动会影响精密仪器设备的功能，降低加工精度，加剧构件的疲劳

和磨损，缩短机器和结构物的使用寿命☆振动可能引起结构的大变形破坏，有的桥梁曾因振动而坍毁☆飞机机翼的颤振、机轮的抖振往往造成事故☆车、船和机舱的振动会劣化乘载条件☆强烈的振动噪声会形成严重的公害。塔科马桥（1940年7月1日—11月7日）的风毁事故振动的有利面振动是通信、广播、电视、雷达等工作的基础。

利用振动的生产装备和工艺有：振动传输、振动筛选、振动研磨、振动抛光、振动、沉桩、振动消除内应力等。第二节振动系统的分类振动系统（按自由度划分）（按参量划分）离散系统连续系统各力是否为线性单自由度系统多自由度系统确定系统随机系统常参量系统变参量系统线性系统非线性系统离散系统与连续系统离散系统：具有集中参数元件所组成的系统。连续系统：由分布参数元件组成的系统。离散系统连续系统线性系统和非线性系统线性振动系统，指该系统的振动可以用线性微分方程描述非线性振动系统，指该系统的振动只能用非线性微分方程描述对O点取矩，得到单摆的运动微分方程：

1、当θ较大时，sinθ是θ的非线性函数，单摆应视为非线性振动系统。2、当θ很小以至于

时：此时：单摆应视为线性振动系统。确定系统与随机系统

系统可用确定性的微分方程来表示的振动系统为确定系统；系统只能用随机微分方程来表示的系统为随机系统。按激励类型自由振动：系统受初始扰动后不再受外界激励时所作的振动。2.受迫振动：系统在随时间变化的激励作用下产生的振动。3.自激振动：由非振动性激励引起的振动（系统受到自身控制的激励作用时所引起的振动）。4.参数激励：由于系统的参数随时间周期变化而引起的大幅度振动。第三节振动形式分类按响应类型固有振动：无阻尼多自由度线性系统中的单频率振动，也称主振动。简谐振动：描述系统运动状态的物理量是随时间按正弦或余弦变化的运动过程。周期振动：描述系统运动状态的物理量重复振动一次所需的最短时间，称为周期。混沌振动：发生在确定性非线性系统中的貌似随机而对初始条件十分敏感的无规则但可以确定的运动。随机振动：无法用确定性函数表示，须用概率统计方法定量描述其运动规律统计特性的振动。按系统类型线性振动：常参量系统中构件的弹性服从胡克定律，运动时受到与速度成正比的阻尼力作用的振动。非线性振动：回复力与位移不成线性比例或阻尼力与速度不成线性比例的系统的振动。确定性振动：响应为时间的确定性函数，如简谐振动、周期振动和混沌振动都为确定性振动。随机振动：无法用确定性函数表示，须用概率统计方法定量描述其运动规律统计特性的振动。工程实际中的振动问题