機械振動課程教學大綱(機械工程學院)王鳳蘭

機械振動課程教學大綱課程代碼：11111281學時：32學分：2適用專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化一、課程性質(zhì)和任務(wù)1.課程的性質(zhì)本課程是機械工程學院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的選修課程。2.課程的任務(wù)及目的本課程通過對機械振動的基本知識、基本原理的學習，使學生掌握機械振動的基本規(guī)律；通過對各種類型的單自由度、兩個自由度及多自由度的系統(tǒng)振動（自由振動、阻尼振動、強迫振動）原理的學習，使學生對各種類型的振動規(guī)律有清晰的理解，會計算相關(guān)的物理量；懂得如何利用振動現(xiàn)象，以及消振和隔振的原理與方法，從而有效地消除或隔離振動，同時盡量地利用機械振動積極的一面；為學生在今后研究工作中涉及振動問題打下理論基礎(chǔ)。二、課程教學內(nèi)容的基本要求、重點和難點及學時分配序號課程內(nèi)容理論學時實驗/上機學時備注1緒論42單自由度系統(tǒng)的振動103兩個自由度系統(tǒng)的振動84多自由度系統(tǒng)的振動65單自由度非線性系統(tǒng)的振動4合計321．緒論（1）了解機械振動的基本概念和分類，了解振動系統(tǒng)的簡化及其力學模型；振動理論在工程實際中的應(yīng)用；（2）掌握簡諧振動及其表示法；（3）熟練掌握各種彈性元件的剛度特性及剛度計算。重點：各種彈性元件的剛度特性及剛度計算。難點：各種彈性元件的剛度特性及剛度計算。2．單自由度系統(tǒng)的振動（1）了解單自由度系統(tǒng)有阻尼的自由振動；減幅系數(shù)；阻尼對自由振動的影響；單自由度系統(tǒng)有阻尼的強迫振動；單自由度振動理論在工程實際中的應(yīng)用；（2）掌握單自由度系統(tǒng)的自由振動的求解；用能量法計算單自由度系統(tǒng)的固有頻率；單自由度系統(tǒng)無阻尼的強迫振動；隔振原理及其應(yīng)用；（3）熟練掌握固有頻率的計算；等效質(zhì)量、等效剛度和等效阻尼的計算。重點：固有頻率的計算；等效質(zhì)量、等效剛度和等效阻尼的計算。難點：固有頻率的計算；等效質(zhì)量、等效剛度和等效阻尼的計算。3．兩個自由度系統(tǒng)的振動（1）了解廣義坐標和主坐標的概念；有阻尼的自由振動和受迫振動；二自由度振動系統(tǒng)在工程實際中的應(yīng)用實例；（2）掌握系統(tǒng)振動微分方程的建立及求解；無阻尼的強迫振動；無阻尼吸振器；（3）熟練掌握位移方程和柔度系數(shù)的計算。重點：系統(tǒng)振動微分方程的建立及求解；位移方程和柔度系數(shù)的計算。難點：位移方程和柔度系數(shù)的計算。4．多自由度系統(tǒng)的振動（1）了解多自由度無阻尼系統(tǒng)對初始條件的響應(yīng)；多自由度振動系統(tǒng)在工程實際中的應(yīng)用實例；（2）掌握作用力方程與剛度影響系數(shù)的表達；位移方程與柔度影響系數(shù)的表達；系統(tǒng)固有頻率及主振型的計算；（3）熟練掌握剛度矩陣、柔度矩陣的計算；系統(tǒng)固有頻率及主振型的計算。重點：剛度矩陣、柔度矩陣的計算；系統(tǒng)固有頻率及主振型的計算。難點：系統(tǒng)固有頻率及主振型的計算。5．單自由度非線性系統(tǒng)的振動（1）了解非線性振動系統(tǒng)的分類、物理性質(zhì)及實例；求解非線性振動系統(tǒng)的方法；（2）掌握等價線性化法、多尺度法與漸近法求解非線性振動系統(tǒng)的原理；重點：用等價線性化法、多尺度法與漸近法求解非線性振動系統(tǒng)。難點：用等價線性化法、多尺度法與漸近法求解非線性振動系統(tǒng)。三、參考教材和主要參考文獻1．參考教材：[1]聞邦椿等.機械振動學.冶金工業(yè)出版社，20002．參考資料：[1]劉延柱等.振動力學.高等教育出版社，2000四、考核形式和考核要求一）考核形式課程考核性質(zhì)：考查課程考核方式：開卷課程考核時間：100分鐘卷面滿分：100分二）考核內(nèi)容1．緒論基本考核內(nèi)容：簡諧振動及其表示法。重點考核內(nèi)容：各種彈性元件的剛度特性及剛度計算。2．單自由度系統(tǒng)的振動基本考核內(nèi)容：用能量法計算單自由度系統(tǒng)的固有頻率。重點考核內(nèi)容：固有頻率的計算；等效質(zhì)量、等效剛度和等效阻尼的計算。參考內(nèi)容：單自由度系統(tǒng)的自由振動的求解。3．兩個自由度系統(tǒng)的振動基本考核內(nèi)容：二自由度系統(tǒng)振動微分方程的建立及求解。重點考核內(nèi)容：位移方程和柔度系數(shù)的計算。參考內(nèi)容：廣義坐標和主坐標的概念。4．多自由度系統(tǒng)的振動基本考核內(nèi)容：作用力方程與剛度影響系數(shù)的表達；位移方程與柔度影響系數(shù)的表達；系統(tǒng)固有頻率及主振型的計算。重點考核內(nèi)容：剛度矩陣、柔度矩陣的計算；系統(tǒng)固有頻率及主振型的計算。參考內(nèi)容：多自由度無阻尼系統(tǒng)對初始條件的響應(yīng)。5．單自由度非線性系統(tǒng)的振動基本考核內(nèi)容：等價線性化法、多尺度法與漸近法求解非線性振動系統(tǒng)的原理。重點考核內(nèi)容：用等價線性化法、多尺度法與漸近法求解非線性振動系統(tǒng)。參考內(nèi)容：非線性振動系統(tǒng)的分類、物理性質(zhì)及實例；求解非線性振動系統(tǒng)的方法。（三）考核要求1．試題內(nèi)容所占比例：試題內(nèi)容所占的比例為：重點考核內(nèi)容260%，基本考核內(nèi)容225%，參考內(nèi)容W15%。2．試題難易分值分配：難易試題所占比例為：極易約5%，較易約25%,中等難度約35%，較難約30%，高難度約5％。3．客觀題占30-40％，主觀題占60-70％。4．試題覆蓋面：應(yīng)在80％以上。5．試卷卷面成績占總成績的90%，平時成績占10%。五、有關(guān)說明1．前修課程：高等數(shù)學、理論力學、材料力學、機械原理、機械設(shè)計等。2．本課程教學內(nèi)容和學時分配可以根據(jù)本學科發(fā)展動態(tài)做不多于5%的調(diào)整。3．本教學大綱由王鳳蘭執(zhí)筆，葉旭明審核。六、本門課程主要概念的中英文對照表機械振動mechanicalvibration減震器vibrationstopper：慣性力inertialforce慣性力矩momentofinertia,shakingmoment廣義坐標generalizedcoordinate振動vibration振動力矩shakingcouple振動頻率frequencyofvibration振幅amplitudeofvibration周期性速度波動periodicspeedfluctuation轉(zhuǎn)速swivelingspeed;rotatingspeed轉(zhuǎn)軸revolvingshaft轉(zhuǎn)子rotor轉(zhuǎn)子平衡balanceofrotor振蕩oscillating振蕩運動oscillatorymotion振蕩器oscillator脈沖pulse旋轉(zhuǎn)軸rotatingshaft旋轉(zhuǎn)運動rotarymotion阻尼damping

質(zhì)量mass矩陣matrix單自由度singledegreeoffreedom自由振動freevibration受迫振動thecompelledvibration固有頻率naturalfrequency臨界轉(zhuǎn)速criticalrotationspeed作用力方程actionequation柔度flexibility剛度rigidity等效阻尼equivalentdamping等效質(zhì)量equivalentmass等效剛度equivalentstiffness線