机械动力学教学大纲

PAGEPAGE9《机械动力学》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称机械动力学课程编号310030013课程性质选修课课程类别专业课开课单位机械制造教研室授课学期第7学期学分/学时2/32课内学时32理论授课16上机学时16课内实践0实验学时0课外学时48适用专业机械制造及其自动化是否双语否先修课程《高等数学》《机械原理》、《机械设计》、《理论力学》后续课程无课程简介《机械动力学》是机械设计制造及其自动化专业的专业选修课，为实践性较强的一门课程。本课程对机械在力作用下的运动和机械在运动中产生的力，并从力与运动相互作用的角度进行机械的设计和改进进行理论讲授及模拟实验验证，培养学生掌握机械系统动力学的基本概念、基本理论，具备利用Adams运动与动力学分析软件分析机械系统动态特性的技能，分析和解决工程实际问题的能力。全面考核学生对知识的掌握、运用、分析问题、解决问题能力,使学生具备实践能力、创新能力和新产品设计开发能力。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标通过本课程的学习，使学生达到以下目标：课程目标1.认识机械动力学研究对机械加工行业及社会发展的重要意义，了解机械动力学的发展历史，学习先辈们的科学和探索精神，增强学生的民族自豪感和责任感；掌握Adams运动与动力学分析软件分析机械系统动态特性的基本原理及各类常用的机械动力学的专业知识，融入矛盾的对立统一性、质变和量变等辩证唯物主义思想，培养学生树立科学的世界观。课程目标2.能够理解机械系统动力学基本知识以及运动、强度等理论力学、机械原理、机械设计等学科知识，并能运用于机械系统中动力设计相关问题。掌握机械动力学的基本知识和现代动力学工具软件，分析解决机械系统动力设计的问题。课程目标3.能够将机械动力学理论用于解决机械加工生产中涉及到的问题，培养学生利用机械动力学基本知识和现代工具软件对机械系统进行动力设计或改进机械系统动力学性能。培养学生熟练使用adams工具软件分析机械系统动力学问题的能力，使学生了解现代工程软件在机械行业中的重要作用。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标1指标点1-2：掌握用于解决复杂工程问题的机械动力学专业基础知识，能够将工程基础知识用于机械领域工程问题的建模与求解。指标点1-4：能够将机械设计、制造的专门知识用于机械工程问题解决方案的设计与改进。1-工程知识课程目标2指标点2-2：能够将相关基础理论和基本原理综合运用于机械设计、制造及控制等复杂工程问题的表述中，对机械复杂工程问题的解决途径进行分析、对比并试图改进；2-问题分析课程目标3指标点1-3：能够将机械工程专业基础知识用于机械设计、制造等方面复杂工程问题的提出与评价；指标点3-1：学习工程设计和产品开发全周期、全流程的基本设计方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素；指标点5-1：了解机械工程领域各种技术和现代工程工具的原理和方法，并掌握其使用方法，对机械领域复杂工程问题进行分析、计算或设计；1-工程知识3-设计/开发解决方案5-使用现代工具四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容第一单元绪论（学时数：1学时）1.课程主要内容了解机械动力学的研究方向，了解仿真软件功能和特色，掌握机械动力学的研究内容与任务。2.重点和难点掌握机械动力学的研究内容与任务。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明本课程的主要研究内容。结合实际案例，讲述机械动力学的发展史，使学生了解我国悠久古老的古代文化，学习先辈们的科学和探索精神，从而增强了民族自豪感和勇于担当、振兴祖国的责任感。（2）通过小组合作学习，查阅学习相关文献及案例，培养学生的自学能力和合作能力。4.学生学习预期成果完成本单元学习任务后，学生应了解机械动力学的课程学习任务、目的和主要内容，对机械动力学的发展简史及面临的新挑战有充分的认识与理解，能应用知网等文献检索系统查阅催化方面的相关文献，并能进行整理归纳。5.支撑课程目标本单元知识、教学方式支撑的课程目标：课程目标1.认识机械动力学研究对机械加工行业及社会发展的重要意义，了解机械动力学的发展历史，学习先辈们的科学和探索精神，增强学生的民族自豪感和责任感。第二单元单自由度系统的振动（学时数：6学时）1.课程主要内容（1）机械振动基本概念（2）单自由度系统振动模型，固有频率的含义，单自由度系统自由振动、受迫振动的特点及规律，阻尼对振动的影响。（3）单自由度振动理论的工程应用2.重点和难点单自由度系统振动模型，理解并掌握固有频率的含义，掌握单自由度系统自由振动、受迫振动的特点及规律，阻尼对振动的影响3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明本章的主要研究内容。结合实际案例，讲述单自由度系统振动模型，理解并掌握单自由度系统振动模型，理解并掌握固有频率的含义，学习单自由度系统自由振动、受迫振动的特点及规律，阻尼对振动的影响。学习单自由度振动理论的工程应用。（2）通过小组合作学习，培养学生的自学能力和合作能力。4.学生学习预期成果完成本单元学习任务后，学生应了解单自由度系统震动内容，握单自由度系统自由振动、受迫振动的特点及规律，阻尼对振动的影响。掌握单自由度震动理论的工程应用。5.支撑课程目标本单元知识、教学方式支撑的课程目标：指标点2-2：能够将相关基础理论和基本原理综合运用于机械设计、制造及控制等复杂工程问题的表述中，对机械复杂工程问题的解决途径进行分析、对比并试图改进；第三单元多自由度系统的振动（学时数：5学时）1.课程主要内容（1）系统微分方程、微分方程矩阵形式、理解耦合概念（2）振型叠加法求解多自由系统自由振动和受迫振动（3）特征值与主振型的数值计算方法（4）多自由度振动理论的工程应用2.重点和难点（1）振型叠加法求解多自由系统自由振动和受迫振动（2）特征值与主振型的数值计算方法3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明本章的主要研究内容。结合实际案例，讲述多自由度系统振动模型，理解并掌握多自由度系统振动模型，理解并掌握系统微分方程、微分方程矩阵形式、理解耦合概念，学习振型叠加法求解多自由系统自由振动和受迫振动，学习特征值与主振型的数值计算方法，通过案例分析学习多自由度振动理论的工程应用。（2）通过小组合作学习，培养学生的自学能力和合作能力。4.学生学习预期成果完成本单元学习任务后，学生掌握动静法建立系统微分方程，理解微分方程矩阵形式，理解耦合概念，理解并掌握固有频率与主振型，理解振型正交性，掌握利用振型叠加法求解多自由系统自由振动和受迫振动的方法，了解特征值与主振型的数值计算方法，掌握多自由度振动理论的工程应用。5.支撑课程目标本单元知识、教学方式支撑的课程目标：指标点2-2：能够将相关基础理论和基本原理综合运用于机械设计、制造及控制等复杂工程问题的表述中，对机械复杂工程问题的解决途径进行分析、对比并试图改进；第四单元连续系统振动（学时数：4学时）1.课程主要内容（1）连续系统振动微分方程和边界条件（2）扭转振动、弯曲振动的自由响应和强迫响应（3）有限单元法求解连续系统振动。2.重点和难点（1）扭转振动、弯曲振动的自由响应和强迫响应（2）有限单元法求解连续系统振动。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明本章的主要研究内容。结合实际案例，讲述连续系统振动微分方程和边界条件，学习扭转振动、弯曲振动的自由响应和强迫响应，学习有限单元法求解连续系统振动。（2）通过小组合作学习，培养学生的自学能力和合作能力。4.学生学习预期成果完成本单元学习任务后，学生理解连续系统振动微分方程和边界条件，了解扭转振动、弯曲振动的自由响应和强迫响应，了解利用有限单元法求解连续系统振动的方法。5.支撑课程目标本单元知识、教学方式支撑的课程目标：指标点2-2：能够将相关基础理论和基本原理综合运用于机械设计、制造及控制等复杂工程问题的表述中，对机械复杂工程问题的解决途径进行分析、对比并试图改进；第五单元ADAMS动力学分析软件应用（学时数：16学时）1.课程主要内容（1）了解软件功能组成，掌握软件分析步骤。（2）软件运动分析设置，掌握实体模型、约束的设置。（3）软件载荷设置步骤和方法。（4）软件仿真求解和数据处理设置。（5）柔性体的创建并理解柔性体动力学特性。（6）参数化建模策略（7）软件振动分析建模与分析技术2.重点和难点（1）软件载荷设置步骤和方法。（2）软件仿真求解和数据处理设置。（3）柔性体的创建并理解柔性体动力学特性。（4）参数化建模策略3.教学方法（1）通过多媒体课件和机房教学演示相结合，讲授ADAMS软件基本工作环境和基本操作。结合实际案例，讲述ADAMS软件仿真分析流程，与其他工程软件的数据交换，讲授基于ADAMS的设计分析与优化方法，以及常见机械机构的建模与分析方法。（2）通过小组合作学习，培养学生的自学能力和合作能力。4.学生学习预期成果完成本单元学习任务后，学生掌握ADAMS软件基本工作环境和基本操作，掌握ADAMS软件仿真分析流程，掌握与其他工程软件的数据交换，掌握基于ADAMS的设计分析与优化方法，掌握常见机械机构的建模与分析方法。5.支撑课程目标本单元知识、教学方式支撑的课程目标：指标点3-1：学习工程设计和产品开发全周期、全流程的基本设计方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素；指标点5-1：了解机械工程领域各种技术和现代工程工具的原理和方法，并掌握其使用方法，对机械领域复杂工程问题进行分析、计算或设计。（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排课内课外学时比例绪论讲授法课程目标111:1.5单自由度系统的振动讲授法、案例教学课程目标261:1.5多自由度系统的振动讲授法、案例教学课程目标251:1.5连续体振动讲授法、案例教学课程目标241:1.5ADAMS软件环境与分析流程讲授法、案例教学、课堂汇报课程目标3161:1.5合计32五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则平时成绩50%作业（百分制）40本门课程四次作业，考核内容：基本概念，单自由度系统，ADAMS动力学分析作业两次（作业正确率等）目标分值=0.4*作业平均成绩测验（百分制）40考核内容主要包括自由度系统的振动、自由度系统振动，ADAMS动力学建模分析等。考试题型包括选择、判断和简答题等，其中，选择题占50%，判断题占10%，简答题占40%。目标分值=0.4*测验成绩课堂表现（百分制）20考核内容：其一，课堂上是否与教师互动，是否主动回答问题以及问题回答的正确性；其二，小组合作学习、课堂汇报的表现情况。分别占比50%。目标分值=0.2*作业平均成绩期末考试50%知识40考核内容：单自由度系统的振动，多自由度系统振动，连续系统振动，ADAMS动力学分析软件应用等。考试题型：填空、单选、多选、判断、简答等。评价细则：填空占20%、选择占30%、判断占10%简答占40%。能力30综合应用20创新10（二）课程考核对课程目标的支撑教学内容考核内容考核方式支撑的课程目标绪论1-1机械动力学的研究方向1-2仿真软件功能和特色，作业、测验、期末考试课程目标1单自由度系统的振动2-1机械振动基本概念2-2单自由度系统振动模型，固有频率的含义，单自由度系统自由振动、受迫振动的特点及规律，阻尼对振动的影响。2-3单自由度振动理论的工程应用作业、测验、期末考试课程目标2多自由度系统的振动3-1系统微分方程、微分方程矩阵形式、理解耦合概念3-2振型叠加法求解多自由系统自由振动和受迫振动3-3特征值与主振型的数值计算方法3-4多自由度振动理论的工程应用作业，实验课程目标2连续体振动4-1连续系统振动微分方程和边界条件4-2扭转振动、弯曲振动的自由响应和强迫响应4-3有限单元法求解连续系统振动。作业，测验，期末考试课程目标2ADAMS软件环境与分析流程5-1了解软件功能组成，掌握软件分析步骤。5-2软件运动分析设置，掌握实体模型、约束的设置。5-3软件载荷设置步骤和方法。5-4软件仿真求解和数据处理设置。5-5柔性体的创建并理解柔性体动力学特性。5-6参数化建模策略5-7软件振动分析建模与分析技术作业，测验，期末考试课程目标2、3六、使用教材、相关推荐书目及课程