機械動力學教學大綱

PAGEPAGE9《機械動力學》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱機械動力學課程編號310030013課程性質選修課課程類別專業(yè)課開課單位機械制造教研室授課學期第7學期學分/學時2/32課內學時32理論授課16上機學時16課內實踐0實驗學時0課外學時48適用專業(yè)機械制造及其自動化是否雙語否先修課程《高等數學》《機械原理》、《機械設計》、《理論力學》后續(xù)課程無課程簡介《機械動力學》是機械設計制造及其自動化專業(yè)的專業(yè)選修課，為實踐性較強的一門課程。本課程對機械在力作用下的運動和機械在運動中產生的力，并從力與運動相互作用的角度進行機械的設計和改進進行理論講授及模擬實驗驗證，培養(yǎng)學生掌握機械系統(tǒng)動力學的基本概念、基本理論，具備利用Adams運動與動力學分析軟件分析機械系統(tǒng)動態(tài)特性的技能，分析和解決工程實際問題的能力。全面考核學生對知識的掌握、運用、分析問題、解決問題能力,使學生具備實踐能力、創(chuàng)新能力和新產品設計開發(fā)能力。三、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐（一）課程目標通過本課程的學習，使學生達到以下目標：課程目標1.認識機械動力學研究對機械加工行業(yè)及社會發(fā)展的重要意義，了解機械動力學的發(fā)展歷史，學習先輩們的科學和探索精神，增強學生的民族自豪感和責任感；掌握Adams運動與動力學分析軟件分析機械系統(tǒng)動態(tài)特性的基本原理及各類常用的機械動力學的專業(yè)知識，融入矛盾的對立統(tǒng)一性、質變和量變等辯證唯物主義思想，培養(yǎng)學生樹立科學的世界觀。課程目標2.能夠理解機械系統(tǒng)動力學基本知識以及運動、強度等理論力學、機械原理、機械設計等學科知識，并能運用于機械系統(tǒng)中動力設計相關問題。掌握機械動力學的基本知識和現代動力學工具軟件，分析解決機械系統(tǒng)動力設計的問題。課程目標3.能夠將機械動力學理論用于解決機械加工生產中涉及到的問題，培養(yǎng)學生利用機械動力學基本知識和現代工具軟件對機械系統(tǒng)進行動力設計或改進機械系統(tǒng)動力學性能。培養(yǎng)學生熟練使用adams工具軟件分析機械系統(tǒng)動力學問題的能力，使學生了解現代工程軟件在機械行業(yè)中的重要作用。（二）課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求課程目標1指標點1-2：掌握用于解決復雜工程問題的機械動力學專業(yè)基礎知識，能夠將工程基礎知識用于機械領域工程問題的建模與求解。指標點1-4：能夠將機械設計、制造的專門知識用于機械工程問題解決方案的設計與改進。1-工程知識課程目標2指標點2-2：能夠將相關基礎理論和基本原理綜合運用于機械設計、制造及控制等復雜工程問題的表述中，對機械復雜工程問題的解決途徑進行分析、對比并試圖改進；2-問題分析課程目標3指標點1-3：能夠將機械工程專業(yè)基礎知識用于機械設計、制造等方面復雜工程問題的提出與評價；指標點3-1：學習工程設計和產品開發(fā)全周期、全流程的基本設計方法和技術，了解影響設計目標和技術方案的各種因素；指標點5-1：了解機械工程領域各種技術和現代工程工具的原理和方法，并掌握其使用方法，對機械領域復雜工程問題進行分析、計算或設計；1-工程知識3-設計/開發(fā)解決方案5-使用現代工具四、課程基本教學內容及對課程目標的支撐（一）課程基本教學內容第一單元緒論（學時數：1學時）1.課程主要內容了解機械動力學的研究方向，了解仿真軟件功能和特色，掌握機械動力學的研究內容與任務。2.重點和難點掌握機械動力學的研究內容與任務。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合，闡明本課程的主要研究內容。結合實際案例，講述機械動力學的發(fā)展史，使學生了解我國悠久古老的古代文化，學習先輩們的科學和探索精神，從而增強了民族自豪感和勇于擔當、振興祖國的責任感。（2）通過小組合作學習，查閱學習相關文獻及案例，培養(yǎng)學生的自學能力和合作能力。4.學生學習預期成果完成本單元學習任務后，學生應了解機械動力學的課程學習任務、目的和主要內容，對機械動力學的發(fā)展簡史及面臨的新挑戰(zhàn)有充分的認識與理解，能應用知網等文獻檢索系統(tǒng)查閱催化方面的相關文獻，并能進行整理歸納。5.支撐課程目標本單元知識、教學方式支撐的課程目標：課程目標1.認識機械動力學研究對機械加工行業(yè)及社會發(fā)展的重要意義，了解機械動力學的發(fā)展歷史，學習先輩們的科學和探索精神，增強學生的民族自豪感和責任感。第二單元單自由度系統(tǒng)的振動（學時數：6學時）1.課程主要內容（1）機械振動基本概念（2）單自由度系統(tǒng)振動模型，固有頻率的含義，單自由度系統(tǒng)自由振動、受迫振動的特點及規(guī)律，阻尼對振動的影響。（3）單自由度振動理論的工程應用2.重點和難點單自由度系統(tǒng)振動模型，理解并掌握固有頻率的含義，掌握單自由度系統(tǒng)自由振動、受迫振動的特點及規(guī)律，阻尼對振動的影響3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合，闡明本章的主要研究內容。結合實際案例，講述單自由度系統(tǒng)振動模型，理解并掌握單自由度系統(tǒng)振動模型，理解并掌握固有頻率的含義，學習單自由度系統(tǒng)自由振動、受迫振動的特點及規(guī)律，阻尼對振動的影響。學習單自由度振動理論的工程應用。（2）通過小組合作學習，培養(yǎng)學生的自學能力和合作能力。4.學生學習預期成果完成本單元學習任務后，學生應了解單自由度系統(tǒng)震動內容，握單自由度系統(tǒng)自由振動、受迫振動的特點及規(guī)律，阻尼對振動的影響。掌握單自由度震動理論的工程應用。5.支撐課程目標本單元知識、教學方式支撐的課程目標：指標點2-2：能夠將相關基礎理論和基本原理綜合運用于機械設計、制造及控制等復雜工程問題的表述中，對機械復雜工程問題的解決途徑進行分析、對比并試圖改進；第三單元多自由度系統(tǒng)的振動（學時數：5學時）1.課程主要內容（1）系統(tǒng)微分方程、微分方程矩陣形式、理解耦合概念（2）振型疊加法求解多自由系統(tǒng)自由振動和受迫振動（3）特征值與主振型的數值計算方法（4）多自由度振動理論的工程應用2.重點和難點（1）振型疊加法求解多自由系統(tǒng)自由振動和受迫振動（2）特征值與主振型的數值計算方法3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合，闡明本章的主要研究內容。結合實際案例，講述多自由度系統(tǒng)振動模型，理解并掌握多自由度系統(tǒng)振動模型，理解并掌握系統(tǒng)微分方程、微分方程矩陣形式、理解耦合概念，學習振型疊加法求解多自由系統(tǒng)自由振動和受迫振動，學習特征值與主振型的數值計算方法，通過案例分析學習多自由度振動理論的工程應用。（2）通過小組合作學習，培養(yǎng)學生的自學能力和合作能力。4.學生學習預期成果完成本單元學習任務后，學生掌握動靜法建立系統(tǒng)微分方程，理解微分方程矩陣形式，理解耦合概念，理解并掌握固有頻率與主振型，理解振型正交性，掌握利用振型疊加法求解多自由系統(tǒng)自由振動和受迫振動的方法，了解特征值與主振型的數值計算方法，掌握多自由度振動理論的工程應用。5.支撐課程目標本單元知識、教學方式支撐的課程目標：指標點2-2：能夠將相關基礎理論和基本原理綜合運用于機械設計、制造及控制等復雜工程問題的表述中，對機械復雜工程問題的解決途徑進行分析、對比并試圖改進；第四單元連續(xù)系統(tǒng)振動（學時數：4學時）1.課程主要內容（1）連續(xù)系統(tǒng)振動微分方程和邊界條件（2）扭轉振動、彎曲振動的自由響應和強迫響應（3）有限單元法求解連續(xù)系統(tǒng)振動。2.重點和難點（1）扭轉振動、彎曲振動的自由響應和強迫響應（2）有限單元法求解連續(xù)系統(tǒng)振動。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結合，闡明本章的主要研究內容。結合實際案例，講述連續(xù)系統(tǒng)振動微分方程和邊界條件，學習扭轉振動、彎曲振動的自由響應和強迫響應，學習有限單元法求解連續(xù)系統(tǒng)振動。（2）通過小組合作學習，培養(yǎng)學生的自學能力和合作能力。4.學生學習預期成果完成本單元學習任務后，學生理解連續(xù)系統(tǒng)振動微分方程和邊界條件，了解扭轉振動、彎曲振動的自由響應和強迫響應，了解利用有限單元法求解連續(xù)系統(tǒng)振動的方法。5.支撐課程目標本單元知識、教學方式支撐的課程目標：指標點2-2：能夠將相關基礎理論和基本原理綜合運用于機械設計、制造及控制等復雜工程問題的表述中，對機械復雜工程問題的解決途徑進行分析、對比并試圖改進；第五單元ADAMS動力學分析軟件應用（學時數：16學時）1.課程主要內容（1）了解軟件功能組成，掌握軟件分析步驟。（2）軟件運動分析設置，掌握實體模型、約束的設置。（3）軟件載荷設置步驟和方法。（4）軟件仿真求解和數據處理設置。（5）柔性體的創(chuàng)建并理解柔性體動力學特性。（6）參數化建模策略（7）軟件振動分析建模與分析技術2.重點和難點（1）軟件載荷設置步驟和方法。（2）軟件仿真求解和數據處理設置。（3）柔性體的創(chuàng)建并理解柔性體動力學特性。（4）參數化建模策略3.教學方法（1）通過多媒體課件和機房教學演示相結合，講授ADAMS軟件基本工作環(huán)境和基本操作。結合實際案例，講述ADAMS軟件仿真分析流程，與其他工程軟件的數據交換，講授基于ADAMS的設計分析與優(yōu)化方法，以及常見機械機構的建模與分析方法。（2）通過小組合作學習，培養(yǎng)學生的自學能力和合作能力。4.學生學習預期成果完成本單元學習任務后，學生掌握ADAMS軟件基本工作環(huán)境和基本操作，掌握ADAMS軟件仿真分析流程，掌握與其他工程軟件的數據交換，掌握基于ADAMS的設計分析與優(yōu)化方法，掌握常見機械機構的建模與分析方法。5.支撐課程目標本單元知識、教學方式支撐的課程目標：指標點3-1：學習工程設計和產品開發(fā)全周期、全流程的基本設計方法和技術，了解影響設計目標和技術方案的各種因素；指標點5-1：了解機械工程領域各種技術和現代工程工具的原理和方法，并掌握其使用方法，對機械領域復雜工程問題進行分析、計算或設計。（二）課程基本教學內容對課程目標的支撐課程教學內容教學方法支撐的課程目標學時安排課內課外學時比例緒論講授法課程目標111:1.5單自由度系統(tǒng)的振動講授法、案例教學課程目標261:1.5多自由度系統(tǒng)的振動講授法、案例教學課程目標251:1.5連續(xù)體振動講授法、案例教學課程目標241:1.5ADAMS軟件環(huán)境與分析流程講授法、案例教學、課堂匯報課程目標3161:1.5合計32五、課程考核及對課程目標的支撐（一）課程考核課程成績構成（百分制）課程成績構成比例考核環(huán)節(jié)目標分值考核/評價細則平時成績50%作業(yè)（百分制）40本門課程四次作業(yè)，考核內容：基本概念，單自由度系統(tǒng)，ADAMS動力學分析作業(yè)兩次（作業(yè)正確率等）目標分值=0.4*作業(yè)平均成績測驗（百分制）40考核內容主要包括自由度系統(tǒng)的振動、自由度系統(tǒng)振動，ADAMS動力學建模分析等?？荚囶}型包括選擇、判斷和簡答題等，其中，選擇題占50%，判斷題占10%，簡答題占40%。目標分值=0.4*測驗成績課堂表現（百分制）20考核內容：其一，課堂上是否與教師互動，是否主動回答問題以及問題回答的正確性；其二，小組合作學習、課堂匯報的表現情況。分別占比50%。目標分值=0.2*作業(yè)平均成績期末考試50%知識40考核內容：單自由度系統(tǒng)的振動，多自由度系統(tǒng)振動，連續(xù)系統(tǒng)振動，ADAMS動力學分析軟件應用等?？荚囶}型：填空、單選、多選、判斷、簡答等。評價細則：填空占20%、選擇占30%、判斷占10%簡答占40%。能力30綜合應用20創(chuàng)新10（二）課程考核對課程目標的支撐教學內容考核內容考核方式支撐的課程目標緒論1-1機械動力學的研究方向1-2仿真軟件功能和特色，作業(yè)、測驗、期末考試課程目標1單自由度系統(tǒng)的振動2-1機械振動基本概念2-2單自由度系統(tǒng)振動模型，固有頻率的含義，單自由度系統(tǒng)自由振動、受迫振動的特點及規(guī)律，阻尼對振動的影響。2-3單自由度振動理論的工程應用作業(yè)、測驗、期末考試課程目標2多自由度系統(tǒng)的振動3-1系統(tǒng)微分方程、微分方程矩陣形式、理解耦合概念3-2振型疊加法求解多自由系統(tǒng)自由振動和受迫振動3-3特征值與主振型的數值計算方法3-4多自由度振動理論的工程應用作業(yè)，實驗課程目標2連續(xù)體振動4-1連續(xù)系統(tǒng)振動微分方程和邊界條件4-2扭轉振動、彎曲振動的自由響應和強迫響應4-3有限單元法求解連續(xù)系統(tǒng)振動。作業(yè)，測驗，期末考試課程目標2ADAMS軟件環(huán)境與分析流程5-1了解軟件功能組成，掌握軟件分析步驟。5-2軟件運動分析設置，掌握實體模型、約束的設置。5-3軟件載荷設置步驟和方法。5-4軟件仿真求解和數據處理設置。5-5柔性體的創(chuàng)建并理解柔性體動力學特性。5-6參數化建模策略5-7軟件振動分析建模與分析技術作業(yè)，測驗，期末考試課程目標2、3六、使用教材、相關推薦書目及課程