《車輛振動基礎》教學大綱

《車輛振動基礎》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：04152061課程性質：專業(yè)選修課學分：2學分學時：32學時（理論32學時）先修課程：高等數(shù)學、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、理論力學后續(xù)課程：汽車試驗技術適用專業(yè)：車輛工程開課單位：車輛與交通工程學院一、課程說明《車輛振動基礎》是車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課。本課程主要講授和研究汽車振動的基本概念、基本理論等問題，對推動汽車振動技術研究的實際應用具有較高的指導價值。本課程注重振動的基本理論和分析方法的學習，強調培養(yǎng)運用基礎理論知識解決生產(chǎn)實際中問題的能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和科學思維，培養(yǎng)能適應車輛振動領域發(fā)展趨勢的高素質技能型人才。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：理解機械振動的概念，了解振動系統(tǒng)研究方法，能夠從不同著眼點對振動系統(tǒng)簡單分類，從單自由度振動系統(tǒng)出發(fā)，定義振動問題和振動系統(tǒng)的基本概念，掌握汽車車身單自由度系統(tǒng)的振動并對車輛工程相關復雜工程問題建立振動模型并進行求解。課程目標2：掌握分析工程典型振動問題所必須的基本知識、基本理論和基本技能，能夠分析基本的振動問題，設計簡單的減震機構，掌握汽車振動的隔振分析，并對其進行優(yōu)化設計。課程目標3：能夠不斷學習車輛振動領域的研究新進展，能體會我國在汽車振動與噪聲領域國家發(fā)展規(guī)劃和前瞻性政策的引領下，相關產(chǎn)業(yè)近年來所取得的巨大成就，把握車輛振動領域前沿理論、技術的發(fā)展動態(tài)，用掌握的科學知識服務于國家的建設。三、課程目標與畢業(yè)要求《車輛振動基礎》課程教學目標對車輛工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。

表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度1.工程知識1.2能夠將數(shù)學、物理和工程科學技術基礎知識用于對車輛工程相關復雜工程問題建立數(shù)學模型并進行求解。課程目標1：理解機械振動的概念，了解振動系統(tǒng)研究方法，能夠從不同著眼點對振動系統(tǒng)簡單分類，從單自由度振動系統(tǒng)出發(fā)，定義振動問題和振動系統(tǒng)的基本概念，掌握汽車車身單自由度系統(tǒng)的振動并對車輛工程相關復雜工程問題建立振動模型并進行求解。H2.問題分析2.2能根據(jù)數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理分析車輛領域復雜工程問題，獲得多種解決方案。課程目標2：掌握分析工程典型振動問題所必須的基本知識、基本理論和基本技能，能夠分析基本的振動問題，設計簡單的減震機構，掌握汽車振動的隔振分析，并對其進行優(yōu)化設計。M12.終身學習12.2能適應職業(yè)發(fā)展要求，及時關注并跟蹤、把握車輛工程及相關專業(yè)領域前沿理論、技術的發(fā)展動態(tài)，具備不斷獲取新的知識、技能，持續(xù)自我提升的能力。課程目標3：能夠不斷學習車輛振動領域的研究新進展，能體會我國在汽車振動與噪聲領域國家發(fā)展規(guī)劃和前瞻性政策的引領下，相關產(chǎn)業(yè)近年來所取得的巨大成就，把握車輛振動領域前沿理論、技術的發(fā)展動態(tài)，用掌握的科學知識服務于國家的建設。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯(lián)度。四、教學內容、基本要求與學時分配理論部分的教學內容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內容、基本要求與學時分配教學內容教學要求，教學重點難點理論學時對應的課程目標1.振動的基本概念1.1引言1.2振動系統(tǒng)的基本要素1.3振動的研究方法1.4振動的分類和表示方法教學要求：理解機械振動的概念，了解振動系統(tǒng)研究方法，掌握振動的分類，會分析振動問題并提出解決方法。重點：結合汽車對振動問題進行理解。難點：機械振動系統(tǒng)研究方法。21、32.單自由度系統(tǒng)的振動2.1單自由度系統(tǒng)的自由振動2.2單自由度系統(tǒng)的強迫振動2.3非簡諧激勵下的強迫振動2.4汽車車身單自由度系統(tǒng)的振動教學要求：理解單自由度系統(tǒng)的自由振動的概念，掌握單自由度系統(tǒng)的強迫振動，掌握汽車車身單自由度系統(tǒng)的振動。重點：單自由度系統(tǒng)的自由振動。難點：汽車車身單自由度系統(tǒng)的振動。41、33.二自由度系統(tǒng)的振動3.1二自由度系統(tǒng)的運動微分方程3.2無阻尼二自由度系統(tǒng)的振動3.3有阻尼二自由度振動系統(tǒng)3.4汽車的二自由度系統(tǒng)的振動教學要求：了解二自由度系統(tǒng)的運動微分方程，掌握無阻尼二自由度系統(tǒng)的振動，有阻尼二自由度振動系統(tǒng)和汽車的二自由度系統(tǒng)的振動。重點：無阻尼二自由度系統(tǒng)的振動。難點：汽車的二自由度系統(tǒng)的振動。61、34.多自由度系統(tǒng)的振動4.1多自由度振動系統(tǒng)的運動微分方程4.2固有振型的正交性、模態(tài)坐標和正則坐標4.3多自由度系統(tǒng)的響應4.4拉格朗日方程在振動分析中的應用4.5汽車多自由度振動模型教學要求：理解多自由度振動系統(tǒng)的運動微分方程，掌握固有振型的正交性、模態(tài)坐標和正則坐標和汽車多自由度振動模型。重點：固有振型的正交性、模態(tài)坐標和正則坐標。難點：汽車多自由度振動模型。41、35.隨機振動理論5.1隨機振動概述5.2隨機振動的統(tǒng)計特性5.3線性振動系統(tǒng)的隨機響應計算5.4隨機振動在汽車振動分析中的應用教學要求：了解隨機振動概述及隨機振動的統(tǒng)計特性，線性振動系統(tǒng)的隨機響應計算。重點：線性振動系統(tǒng)的隨機響應計算。難點：隨機振動在汽車振動分析中的應用。21、2、36.汽車發(fā)動機的振動分析6.1發(fā)動機振動的干擾力和力矩6.2發(fā)動機振動的隔振分析6.3發(fā)動機懸置系統(tǒng)及其優(yōu)化設計教學要求：了解發(fā)動機振動的干擾力和力矩，掌握發(fā)動機振動的隔振分析和發(fā)動機懸置系統(tǒng)及其優(yōu)化設計，設計簡單的減震機構，掌握汽車振動的隔振分析，并對其進行優(yōu)化設計。重點：發(fā)動機振動的隔振分析。難點：發(fā)動機懸置系統(tǒng)及其優(yōu)化設計。62、37.人體對振動的反應和路面輸入7.1人體對振動的反應7.2路面不平度的統(tǒng)計特性7.3路面輸入模型教學要求：了解人體對振動的反應，掌握路面不平度的統(tǒng)計特性。重點：人體對振動的反應。難點：路面不平度的統(tǒng)計特性。42、38.汽車的減振技術8.1減振技術的概述8.2動力傳動系統(tǒng)的減振措施8.3懸架系統(tǒng)的減振器8.4動力減振器教學要求：理解減振技術的概述，了解動力傳動系統(tǒng)的減振措施，掌握懸架系統(tǒng)的減振器和動力減振器的原理，把握車輛振動領域前沿理論、技術的發(fā)展動態(tài)，用掌握的科學知識服務于國家的建設。重點：動力傳動系統(tǒng)的減振措施。難點：懸架系統(tǒng)的減振器和動力減振器原理。41、2、3合計32五、教學方法及手段本課程采用啟發(fā)式教學、引導發(fā)現(xiàn)法、討論法、目的教學、講練結合法和實例教學法等，根據(jù)不同的教學內容選擇不同的教學方法。總之：改變以教師為中心，強調以學生為主體，給學生以更多的活動空間，讓他們積極地參與教學過程，提高學生的學習主動性。在課堂教學中注意精講精練，適當增加課堂練習時間，以減少學生課外負擔。在講課的過程中貫徹設疑（提出矛盾）、析疑（分析矛盾）、解疑（解決矛盾）三個環(huán)節(jié)的啟發(fā)教學，引導學生的好奇心，并能進行獨立思考，提出解決問題的方法和探索問題的思路。教學中盡量使用現(xiàn)代教學技術和現(xiàn)代信息技術等，提高教學質量和教學效果。六、課程資源1.推薦教材：（1）陳南.汽車振動與噪聲控制[M].北京:人民交通出版社.2021.2.參考書：（1）薛紅濤.機械振動基礎.[M].北京:機械工業(yè)出版社.2019.（2）劉顯臣.汽車NVH性能開發(fā).[M].北京:機械工業(yè)出版社.2017.（3）(日)高波克治編著,劉顯臣譯.汽車振動噪聲控制技術.[M].北京:機械工業(yè)出版社.2017.3.期刊：（1）史文庫,劉國政,宋海生,陳志勇,張寶.純電動客車振動噪聲特性[J].吉林大學學報(工學版),2018(01):373-379.（2）張奇,楊田苓,殷曉.5t裝載機駕駛室低頻噪聲產(chǎn)生的原因及改進措施[J].工程機械與維修,2018,(02):70-71.（3）陳培煥.SUV整車結構噪聲特性分析與優(yōu)化[D].華南理工大學,2016.（4）于東海,陳川,琚學振.汽車設計中輪胎低溫大轉向角工況粘滑噪音分析研究[J].新型工業(yè)化,2021,11(11):191-193.（5）SijiaL,LongY,HaoH,etal.EffectofVehicle–BridgeCoupledVibrationonthePerformanceofMagnesiumPhosphateCementRepairMaterials[J].Materials,2021,14(24):7743-7743.4.網(wǎng)絡資源：（1）李鶴.中國大學生慕課.機械振動基礎.東北大學./course/NEU-1207424805?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg（2）汽車振動噪聲與安全控制綜合技術國家重點實驗室./七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標123過程性考核課堂活動10（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂討論及隨堂練習情況進行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√442階段測試10（1）根據(jù)階段測試的完成情況和正確率評分，滿分100分。（2）以階段測試成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭?4作業(yè)20（1）主要考核學生對各章節(jié)知識點的復習、理解和掌握程度，滿分100分。（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?65期末考核60（1）以課程論文方式對學生進行考核，論文成績100分，以論文成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核振動理論在分析汽車振動與噪聲問題上的應用，汽車幾大基本總成的主要振動和噪聲問題的表現(xiàn)以及噪聲控制等技術，汽車減振技術現(xiàn)狀、關鍵內容或趨勢，汽車振動相關實驗等某一方向內容。（3）論文主題為：汽車振動模型分析、汽車某一總成的主要振動與噪聲問題、汽車振動實驗、汽車減振技術等?！獭獭?52510合計：100443917八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂活動、階段測試、作業(yè)、課程論文等方式對學生進行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇烧n程論文成績和過程性考核成績組成。其中：課程論文成績?yōu)?00分（權重60%）；課堂活動、階段測試、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權重40%）；過程性考核和課程論文分值分配應與教學大綱各章節(jié)的學時基本成比例。2.過程性考核成績的標準過程性考核方式重點考核內容、評價標準、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100≥x≥9090＞x≥8080＞x≥7070＞x≥60x＜60課堂活動25按時上課，積極參與課堂活動，踴躍回答問題，準確率大于90%。按時上課，認真參與課堂活動，回答問題準確率大于80%。缺課兩次以內，偶爾參與課堂活動，回答問題準確率大于70%。缺課兩次以內，上課不認真，偶爾參與課堂