天津大学《工程振动与测试》课程教学大纲

天津大学《工程振动与测试》课程教学大纲课程编号：课程名称：工程振动与测试学时：80学分：4.5学时分配：授课：62上机：实验：18实践：实践（周）：授课学院：机械工程学院适用专业：工程力学必修，土木类和机类专业选修先修课程：高等代数，线性代数，理论力学，材料力学一．课程的性质与目的工程振动与测试课程是工程力学的必修课，是学科专业基础课(也是土木类和机类专业的选修课)。通过该课程的学习使学生掌握振动力学的基本原理和解决问题的理论方法和实验方法。振动问题是近代物理学和科学技术许多领域中的重要课题。随着生产技术的发展动力结构有向大型化、高速化、复杂化、和轻量化发展的趋势。由此而带来的振动问题更为突出。振动在当今不仅是作为基础科学的力学的一个重要分支，而且正走上向工程科学发展的道路，它在航空、航天、机械、船舶、车辆、建筑和水利等工业技术部门中占有愈来愈重要的地位。因此，掌握振动学的基本概念、原理、分析方法，解决现代科学技术和工程实际问题中的振动和动态问题是十分重要的。通过学习掌握振动测试的原理和振动实验的方法，可通过实验技术验证理论计算结果，为解决现代科学技术和工程实际问题提供十分重要的手段。二．教学基本要求《工程振动与测试》在教学内容上，主要介绍单自由度系统、多自由度系统和弹性体的自由振动、受迫振动和测试理论与技术，着重讨论它们的基本理论、分析方法及其在工程中应用。一是确定了基础要求的教学重点，加强基本概念、基本理论和基本分析方法；二是适度基本功训练，引导学习者掌握分析问题的方法和思路，增强逻辑思维能力和解决问题的能力，为其将来自学、深造、拓宽知识打下坚实的基础；三是大胆地推陈出新引进与本科程相关的新的科技成果的新概念、新理论、新结构、新方法，根据本科程的特点、专业的教学要求，精选经典内容，提高起点。四是新引进与本课程相关的新的科技成果的新概念、新方法，结合工程实际，反映现代分析方法和数值计算技术的发展等等，在教师的指导下，应用有关振动测试系统完成有关的基本实验内容，结合工程实例，能利用其基本原理按有关实验要求，组成振动测试系统，在实验中正确应用。并对相关课程进行优化组合形成课程的模块结构，建立新的多层次的、高效率的课程体系。三．教学内容第1振动的基本原理第2单自由度系统的振动第3振动系统的运动微分方程第4多自由度系统的自由振动第5多自由度系统的受迫振动第6多自由度系统的数值计算方法第7弹性体的一维振动第8振动问题的有限元法第9非线性振动第10振动控制第11振动传感器的工作原理第12振动测量系统第13基本振动参数的测量第14数字信号分析第15实验模态分析简介第16重力波的三维动态测量四．实验内容第1（选）上机(编程：近似解法求解振动方程)(2学时)第2（选）基本振动参数测试实验(2学时)第3振动传感器校准实验(2学时)第4高阶振动基本参数测试(2学时)第5虚拟仪器的应用与编制(2学时)第6车辆-桥梁耦合系统动态应变及冲击系数测试实验(2学时)第7编钟的振动特性测试(2学时)第8车辆-桥梁耦合系统模态分析实验(2学时)第9龙洗综合振动实验及重力波实验(２学时)第10刚性转子的动平衡实验(2学时)五．学时分配教学内容授课上机实验实践实践(周)第1振动的基本原理4第2单自由度系统的自由振动6第3两自由度系统的振动2第4多自由度系统的振动7第5多自由度系统的数值计算方法3第6振动控制4实验2(2)第7振动问题的有限元法4第8弹性体的一维振动6第9弹性体的复杂振动２第10非线性振动（小结）6第11振动传感器的工作原理4第12振动测量系统4实验3(2)第13基本振动参数的测量2实验4(2)第14数字信号分析4实验5(2)第15实验模态分析简介2实验6(2)实验7(2)实验8(2)重力波的三维动态测量（小结）2实验9(2)实验10(２)合计6218六．评价与考核方式闭卷考试+平时成绩+科技小论文。七．教材与主要参考资料1、工程振动理论与测试技术，刘习军、贾启芬著，高等教育出版社，2004年2、工程振动与测试技术，刘习军，贾启芬，张文德主编，天津大学出版社，1999年3、机械与结构振动，刘习军，贾启芬主编，天津大学出版社，2007年八．备注一、工程力学专业必修课可选80学时模块(振动理论+测试技术。主教材为：刘习军、贾启芬主编，《工程振动理论与测试技术》，高等教育出版社，2004年)。二、机械类、土木类、热能等专业为选修课，其学时可根据培养计划分别进行以下选择：A方案：64学时(振动理论+测试技术中的部分实验)。主教材为：刘习军、贾启芬主编，《工程振动理论与测试技术》，高等教育出版社，2004年)。B方案：48学时(教学模块为：工程振动理论+部分实验。主教材为：刘习军、贾启芬、张文德编，《工程振动与测试技术》，天津大学出版社，1