《機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)》課程教學(xué)大綱

《機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)》課程教學(xué)大綱課程編碼：411506課程名稱(chēng)：機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)英文名稱(chēng)：DYNAMICSOFMECHANICALSYSTEMS開(kāi)課學(xué)期：4學(xué)時(shí)/學(xué)分：28/1.5課程類(lèi)型：學(xué)科基礎(chǔ)選修課開(kāi)課專(zhuān)業(yè)：機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科生選用教材：《計(jì)算多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)》，洪嘉振，高等教育出版社，1999主要參考書(shū)：1、《多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)》第二版，劉延柱，高等教育出版社，20142、《DynamicsofMultibodySystems》SecondEdition,JensWittenburg,Springer,2008一、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)課程是高等工科院校中機(jī)械工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的一門(mén)學(xué)科基礎(chǔ)課程，是相關(guān)機(jī)械類(lèi)后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)。在教學(xué)過(guò)程中要綜合運(yùn)用先修課程中所學(xué)到的有關(guān)知識(shí)與技能，結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，進(jìn)行機(jī)械工程技術(shù)人員所需專(zhuān)業(yè)的基本建模知識(shí)的訓(xùn)練，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程打下基礎(chǔ)。因此機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)課程在機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中占有重要的地位和作用。二、教學(xué)基本要求1、建立正確的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力分析與建模方面思維方式，理論聯(lián)系實(shí)際；2、全面系統(tǒng)地了解機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力分析與建模方面的系統(tǒng)理論。掌握有關(guān)機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力分析與建模方面的基本概念、基本理論、基本分析方法及其在工程實(shí)際中的應(yīng)用；3、掌握相關(guān)軟件的操作流程，能夠?qū)?fù)雜機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析；4、理論學(xué)時(shí)：28學(xué)時(shí)。三、各章節(jié)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外機(jī)械工程領(lǐng)域存在的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，介紹相關(guān)的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)相關(guān)理論。機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的理論包含兩方面：質(zhì)點(diǎn)和剛體的三維空間運(yùn)動(dòng)學(xué)、質(zhì)點(diǎn)和剛體的三維空間動(dòng)力學(xué)，課程按如下章節(jié)進(jìn)行講授。第一章緒論（1學(xué)時(shí)）1、機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究意義2、機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容3、機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究歷史第二章數(shù)學(xué)基礎(chǔ)（3學(xué)時(shí)）講述本課程涉及的數(shù)學(xué)概念、定理和公式。1、矢量和張量的基本概念和運(yùn)算（2學(xué)時(shí)）2、矢量和張量的重要等式（1學(xué)時(shí)）第三章運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)（14學(xué)時(shí)）講述點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)和剛體的三維空間運(yùn)動(dòng)學(xué)。1、點(diǎn)在空間中的位置（2學(xué)時(shí)）2、方向余弦陣的性質(zhì)（3學(xué)時(shí)）3、剛體在空間中的位姿1（方向余弦姿態(tài)坐標(biāo)、歐拉定理、有限轉(zhuǎn)動(dòng)張量）（3學(xué)時(shí)）4、剛體在空間中的位姿2（有限轉(zhuǎn)動(dòng)四元數(shù)、歐拉角、卡爾丹角、HPR角）（3學(xué)時(shí)）5、剛體在空間中的速度和加速度（角速度矢量、姿態(tài)導(dǎo)數(shù)、任意點(diǎn)速度）（3學(xué)時(shí)）第四章多剛體動(dòng)力學(xué)（6學(xué)時(shí)）講述點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)和剛體的三維空間動(dòng)力學(xué)。1、剛體動(dòng)力學(xué)的基本概念和基本方程（3學(xué)時(shí)）基本概念包括質(zhì)心、動(dòng)量、動(dòng)能和動(dòng)量矩，基本方程包括牛頓方程和歐拉方程。2、多剛體動(dòng)力學(xué)方程（3學(xué)時(shí)）多剛體動(dòng)力學(xué)方程包括牛頓-歐拉動(dòng)力學(xué)方程、動(dòng)力學(xué)普遍方程、第一和第二類(lèi)拉格朗日方程、獨(dú)立坐標(biāo)的動(dòng)力學(xué)方程。第五章動(dòng)力學(xué)方程的數(shù)值解法（選讀）（0學(xué)時(shí)）講述線性方程組的解法、非線性方程組的解法、微分方程組的解法。第六章Adams軟件（3學(xué)時(shí)）介紹Adams軟件解決多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的流程，以及相應(yīng)的實(shí)例分析。課程總結(jié)（1學(xué)時(shí)）。四、考核方式本課程安排3-5次作業(yè)，根據(jù)教學(xué)