结构振动测试技术

1、中国海洋大学本科生课程大纲 课程名称 结构振动测试技术 (Vibration Measurement Technology) 课程代码 082904201353 课程属性 工作技能 课时/学分 32/2 课程性质 选修 实践学时 责任教师 方辉 课外学时 64 (32*2) 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 _、课程介绍 1. 课程描述： 结构振动测量和分析是结构运行监测和故障诊断的基础，已成为了解结构内在特 性和运行状况最为常用、有效的基本试验手段之一，是相关行业的工程技术人员及科 研人员都要掌握的基本技术手段和必备的知识。本课程主要教授振动测

2、试的一般概念， 常用传感器的介绍，机械振动的运动量和动特性参数的常用测量方法，振动信号的处 理和分析，模态分析与实验等内容。 The measurement and analysis of structural vibration is the foundation of stiuctural operation monitoring and fault diagnosis, It has become one of the most commonly used and effective basic test means to understand the internal characte

3、ristics and operation status of stiuctures. It is the basic technical means and necessary knowledge that engineers and researchers in related industries should master. This course teaches the general concepts of vibration testing, introduction to common sensors, the common method for measuring the a

4、mount of motion and dynamic characteristic parameters of mechanical vibration, vibration signal processing and analysis, modal analysis and experiment, etc. 2. 设计思路: “结构振动测试技术”是船舶与海洋工程专业本科生的一门专业选修课。它综合 了传感器、电子学、信号分析以及现代结构振动理论等多方面的学术知识。本课程引 导船船与海洋工程专业学生，使学生掌握有关结构振动测量的基本概念、传感器技术 及常规测量方法，掌握各种振动过程时域与频域特

5、征参数的描述方法，通过实践环节, 掌握用实验方法观察和分析工程振动问题的基本思路，拓宽学生观察和分析问题的基 本思路；培养学生知识运用和解决实际问题的能力。 3. 课程与其他课程的关系： 先修课程：高等代数I、空间解析儿何I、结构动力学；并行课程：海洋平台结构、 海洋平台结构课程设计；后置课程：毕业设讣。 4. 对毕业要求指标点的支撑和支撑强度： 本课程支撑毕业要求1、毕业要求5和毕业要求12中的如下指标点： （1）毕业要求1 （工程知识）指标点1.3掌握结构振动测试的一般知识，并了解 常用的工程测量方法； （2）毕业要求5 （使用现代工具）指标点5. 3选择与使用恰当的技术、设备对结 构振动

6、进行测量，解决复杂工程问题，并能够理解其局限性。 （3）毕业要求12 （终身学习）指标点12. 2能正确认识自主学习和终身学习的重 要性，具有追踪新知识的意识。 二、课程目标 本课程是船船与海洋工程专业的选修课程。 （1）、知识获取（支撑毕业要求1.3） 学生将学习多种结构振动测试的前沿技术，并掌握其技术原理及其数据的处理能 力，理解其信号形成原因，并通过测试数据，解释工程实际情况； （2）、思维方法培养（支撑毕业要求12.2） 学生能够掌握工程结构振动测试前沿技术，并了解其局限性，能够结合工程实际 选用合理的测试方法进行结构振动测试； （3）、能力培养（支撑毕业要求5. 3） 学生能够熟练掌

7、握工程结构振动测试技术，能够结合现有技术对工程实际问题进 行测量并分析数据，并用结构振动测量术语进行表达，以对实际悄况进行准确的解释。 三、学习要求 要完成所有的课程任务，学生必须： （1）按时上课，上课认真听讲，积极参与课堂讨论、随堂练习和测试。本课程将包 含较多的随堂练习、讨论、小组作业展示等课堂活动，课堂表现和出勤率是成绩考核 的组成部分。 （2）按时完成常规练习作业。这些作业要求学生按书面形式提交，只有按时提交作 业，才能掌握课程所要求的内容。延期提交作业需要提前得到任课教师的许可。 （3）完成教师布置的一定量的阅读文献和背景资料、案例分析、理论探讨和算法软 件应用等作业，其中大部分内

8、容要求以小组合作形式完成。这些作业能加深对课程内 容的理解、促进同学间的相互学习、并能引导对某些问题和理论的更深入探讨。 四、教学进度 序号 专題 或主题 划时 一囂 主要内容概述 实验实践 內容 或课外练习 等 1 概论 4 振动测试的一般意义；振动系统 的力学模型和振动参数；简谐振 动的表示方法；周期振动的峰值、 有效值和平均值；周期振动的频 谱表示法；振动测量的若干术语； 振动测量仪器的主要性能指标； 对数标尺与分贝表示法。 2 振动信号传 感器 4 惯性式传感器的力学原理；位移 计型惯性式拾振器的构成特点； 动圈型磁电式速度拾振器；加速 度计的构成特点；压电式加速度 计及其应用问题；周

9、期信号测量 中波形畸变；振动传感器的标定； 其他常用传感器和测量方法。 3 若干现代传 感器介绍 2 光纤传感器；光学干涉法测量 简谐振动位移。 4 机械振动测 量方法 10 简谐振动频率的测量；两个同 频简谐振动相位差的测量；振动 系统固有频率的测量；衰减系数 及相对阻尼系数的测量；质量或 刚度的测量。 5 振动信号的 处理和分析 6 信号的分类；傅里叶变换；离 散傅氏变换；快速傅氏变换；线 性系统的输入与输出关系；拉普 拉斯变换与Z变换。 6 结构频响分 析 4 单自由度系统的频响曲线及其 特点；具有结构阻尼的情况。 7 多自由度系 统模态分析 与试验 6 多自由系统响应的模态迭加 法；振

10、动系统的物理模型和模态 模型间的转换；频响函数；频响 函数的图像；频响函数的留数表 示法；复模态问题；模态试验准 备及试验设计；模态试验常用激 一 5 一 励方法；频域模态参数识别 单模态识别法；模态振型标准化； 频域模态参数识别一一多模态识 别法。 五、参考教材与主要参考书 1、选用教材 作者：李德葆，陆秋海 教材名称：工程振动试验分析 出版社：清华大学出版社 出版时间及版次：2004年第一版 2、主要参考书 1）实用振动测试技术，吴三灵主编，兵器工业出版社，1993年第一版 2）振动结构模态分析，曹树谦主编，天津大学出版社，2001年第一版 3）工程振动试验分析，李德葆等主编，清华大学出版社，2004年第一版 4）工程振动与测试技术，刘习军等主编，天津大学出版社，2002年第一版 六、成绩评定 （一）考核方式A : A闭卷考试B.开卷考试C.论文D.考查E.其他 （二）成绩综合评分体系: 成绩综合评分体系 比例 1.课下作业、课堂讨论及平常表现 20 2.平时