《振动力学》课程教学大纲---苏州科技学院土木工程学院

《振动力学》课程教学大纲课程编号：20311103总学时数：48（实验6）总学分数：3课程性质：专业必修课适用专业：工程力学一、课程的任务和基本要求：《振动力学》课程是工程力学专业的一门主要课程，主要研究在确定性激励下分析系统的动力响应的基本理论和基本方法。通过本课程的学习，使学生能够初步掌握建立振动问题力学模型的方法；掌握振动力学的基本概念、基本理论和基本分析计算方法，并能初步应用振动理论研究和解决工程中的各种振动问题。结合本课程的学习，培养学生的分析能力、计算能力和分析解决工程实际问题的初步能力。二、基本内容和要求：（一）概论振动的定义，振动具有两重性，研究目标（目的），振动问题的研究方法，振动分析的力学模型，振动的分类，振动研究的分析工具。（二）谐振振动与谱分析谐振振动的表示方法，谐振振动的谱分析方法，非周期振动的谱分析方法。（三）单自由度系统的自由振动单自由度线性系统的力学模型和基本概念，单自由度无阻尼系统的自由振动，固有频率的计算，等效质量与等效弹簧刚度，有阻尼系统的自由振动。（四）单自由度系统的强迫振动简谐激励引起的强迫振动，简谐激励引起的强迫振动瞬态响应过程，偏心质量引起的强迫振动，支撑运动引起的强迫振动，振动的隔离，惯性式测振仪的基本原理，强近振动中的能量关系，阻尼理论，任意周期激励的响应，任意激励的响应。（五）多自由度系统的振动多自由度系统的运动微分方程，坐标耦合与主坐标，固有频率与主振型，主坐标与正则坐标，固有频率相等和固有频率为零的情况，系统对初始条件的响应，动力减振原理与减振器，有阻尼系统的响应，一般阻尼系统的响应。（六）多自由度系统振动的近似解法邓克利法，瑞利法，里茨法。（七）弹性体的振动一维波动方程、弦横向振动的自由振动解、等直杆纵向振动的自由振动解、等直杆纵向振动的强迫振动解、梁的横向振动、梁的横向强迫振动。三、实践环节和要求：实习一、简谐振动振幅与频率测量；实验目的：掌握激振器（及其功率放大器）、加速度传感器的安装和使用；了解激振器、加速度传感器的工作原理；掌握简谐振动振幅简单的测量方法。实习二、单自由度系统有阻尼受迫振动；实验目的：掌握激振器、传感器的安装和使用；了解和掌握单自由度系统在简谐激振力作用下受迫振动的一般规律及现象；掌握固有频率的简单测试方法。实习三、两自由度系统有阻尼受迫振动；实验目的：了解和掌握两自由度系统在简谐激振力作用下受迫振动的一般规律及现象；理解两自由度系统固有振型的物理概念；巩固基本振动测试设备的原理和使用；掌握固有频率的简单测试方法。四、教学时数分配：理论：42实验：6上机：0其它：0教学内容学时分配教学内容学时分配概论2谐振振动与谱分析4单自由度系统的自由振动8+2单自由度系统的强迫振动10+2多自由度系统的振动10+2多自由度振动的近似解法4弹性体的振动4合计48五、其它项目（含课外学时内容）：无六、有关说明：1、教学和考核方式：考试2、习题：每节课作业量1~2题3、能力培养要求：学生应对振动力学的基本内容有比较完整、系统的了解，掌握其中的基本概念、基本理论和基本方法及其应用，并达到以下要求：1）明确振动力学的研究内容和研究任务，了解振动力学的发展简史，了解振动力学在工程中的应用。2）掌握线性系统的自由振动，理解保守系统自由振动。3）掌握线性系统的受迫振动，理解工程中的受迫振动问题，掌握任意周期激励的响应，掌握非周期激励的响应。4）掌握振动方程的建立方法，理解固有频率，模态的概念和性质，掌握实模态分析法，理解复模态分析法。5）了解多自由度振动的近似解法。6）理解一维波动方程，了解梁的纵向振动与横向振动的自由振动解，了解梁的纵向振动与横向振动的强迫振动解。4、与其它课程和教学环节的联系：先修课程和教学环节：高等数学，线性代数，理论力学，结构力学，工具软件后续课程和教学环节：有关振动应用课程平行开设课程和教学环节：无5、教材和主要参考书目：（1）教材：殷祥超，《振动理论与测试技术》，中国矿业大学出版社，2007年第一版（2）主要参考书目：①方同、薛璞，《振动理论及应用》,西北工业大学出版社，2000年；②倪振华，《振动力学》，西安交通大学出版社，1989年；③刘延柱、陈文良、陈立群，《振动力学》，高等教育出版社，1998年；