机械振动课程教学大纲(机械工程学院)王凤兰

机械振动课程教学大纲课程代码：11111281学时：32学分：2适用专业：机械设计制造及其自动化一、课程性质和任务1.课程的性质本课程是机械工程学院机械设计制造及其自动化专业的选修课程。2.课程的任务及目的本课程通过对机械振动的基本知识、基本原理的学习，使学生掌握机械振动的基本规律；通过对各种类型的单自由度、两个自由度及多自由度的系统振动（自由振动、阻尼振动、强迫振动）原理的学习，使学生对各种类型的振动规律有清晰的理解，会计算相关的物理量；懂得如何利用振动现象，以及消振和隔振的原理与方法，从而有效地消除或隔离振动，同时尽量地利用机械振动积极的一面；为学生在今后研究工作中涉及振动问题打下理论基础。二、课程教学内容的基本要求、重点和难点及学时分配序号课程内容理论学时实验/上机学时备注1绪论42单自由度系统的振动103两个自由度系统的振动84多自由度系统的振动65单自由度非线性系统的振动4合计321．绪论（1）了解机械振动的基本概念和分类，了解振动系统的简化及其力学模型；振动理论在工程实际中的应用；（2）掌握简谐振动及其表示法；（3）熟练掌握各种弹性元件的刚度特性及刚度计算。重点：各种弹性元件的刚度特性及刚度计算。难点：各种弹性元件的刚度特性及刚度计算。2．单自由度系统的振动（1）了解单自由度系统有阻尼的自由振动；减幅系数；阻尼对自由振动的影响；单自由度系统有阻尼的强迫振动；单自由度振动理论在工程实际中的应用；（2）掌握单自由度系统的自由振动的求解；用能量法计算单自由度系统的固有频率；单自由度系统无阻尼的强迫振动；隔振原理及其应用；（3）熟练掌握固有频率的计算；等效质量、等效刚度和等效阻尼的计算。重点：固有频率的计算；等效质量、等效刚度和等效阻尼的计算。难点：固有频率的计算；等效质量、等效刚度和等效阻尼的计算。3．两个自由度系统的振动（1）了解广义坐标和主坐标的概念；有阻尼的自由振动和受迫振动；二自由度振动系统在工程实际中的应用实例；（2）掌握系统振动微分方程的建立及求解；无阻尼的强迫振动；无阻尼吸振器；（3）熟练掌握位移方程和柔度系数的计算。重点：系统振动微分方程的建立及求解；位移方程和柔度系数的计算。难点：位移方程和柔度系数的计算。4．多自由度系统的振动（1）了解多自由度无阻尼系统对初始条件的响应；多自由度振动系统在工程实际中的应用实例；（2）掌握作用力方程与刚度影响系数的表达；位移方程与柔度影响系数的表达；系统固有频率及主振型的计算；（3）熟练掌握刚度矩阵、柔度矩阵的计算；系统固有频率及主振型的计算。重点：刚度矩阵、柔度矩阵的计算；系统固有频率及主振型的计算。难点：系统固有频率及主振型的计算。5．单自由度非线性系统的振动（1）了解非线性振动系统的分类、物理性质及实例；求解非线性振动系统的方法；（2）掌握等价线性化法、多尺度法与渐近法求解非线性振动系统的原理；重点：用等价线性化法、多尺度法与渐近法求解非线性振动系统。难点：用等价线性化法、多尺度法与渐近法求解非线性振动系统。三、参考教材和主要参考文献1．参考教材：[1]闻邦椿等.机械振动学.冶金工业出版社，20002．参考资料：[1]刘延柱等.振动力学.高等教育出版社，2000四、考核形式和考核要求一）考核形式课程考核性质：考查课程考核方式：开卷课程考核时间：100分钟卷面满分：100分二）考核内容1．绪论基本考核内容：简谐振动及其表示法。重点考核内容：各种弹性元件的刚度特性及刚度计算。2．单自由度系统的振动基本考核内容：用能量法计算单自由度系统的固有频率。重点考核内容：固有频率的计算；等效质量、等效刚度和等效阻尼的计算。参考内容：单自由度系统的自由振动的求解。3．两个自由度系统的振动基本考核内容：二自由度系统振动微分方程的建立及求解。重点考核内容：位移方程和柔度系数的计算。参考内容：广义坐标和主坐标的概念。4．多自由度系统的振动基本考核内容：作用力方程与刚度影响系数的表达；位移方程与柔度影响系数的表达；系统固有频率及主振型的计算。重点考核内容：刚度矩阵、柔度矩阵的计算；系统固有频率及主振型的计算。参考内容：多自由度无阻尼系统对初始条件的响应。5．单自由度非线性系统的振动基本考核内容：等价线性化法、多尺度法与渐近法求解非线性振动系统的原理。重点考核内容：用等价线性化法、多尺度法与渐近法求解非线性振动系统。参考内容：非线性振动系统的分类、物理性质及实例；求解非线性振动系统的方法。（三）考核要求1．试题内容所占比例：试题内容所占的比例为：重点考核内容260%，基本考核内容225%，参考内容W15%。2．试题难易分值分配：难易试题所占比例为：极易约5%，较易约25%,中等难度约35%，较难约30%，高难度约5％。3．客观题占30-40％，主观题占60-70％。4．试题覆盖面：应在80％以上。5．试卷卷面成绩占总成绩的90%，平时成绩占10%。五、有关说明1．前修课程：高等数学、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计等。2．本课程教学内容和学时分配可以根据本学科发展动态做不多于5%的调整。3．本教学大纲由王凤兰执笔，叶旭明审核。六、本门课程主要概念的中英文对照表机械振动mechanicalvibration减震器vibrationstopper：惯性力inertialforce惯性力矩momentofinertia,shakingmoment广义坐标generalizedcoordinate振动vibration振动力矩shakingcouple振动频率frequencyofvibration振幅amplitudeofvibration周期性速度波动periodicspeedfluctuation转速swivelingspeed;rotatingspeed转轴revolvingshaft转子rotor转子平衡balanceofrotor振荡oscillating振荡运动oscillatorymotion振荡器oscillator脉冲pulse旋转轴rotatingshaft旋转运动rotarymotion阻尼damping

质量mass矩阵matrix单自由度singledegreeoffreedom自由振动freevibration受迫振动thecompelledvibration固有频率naturalfrequency临界转速criticalrotationspeed作用力方程actionequation柔度flexibility刚度rigidity等效阻尼equivalentdamping等效质量equivalentmass等效刚度equivalentstiffness线