32《机械振动基础》课程教学大纲

《机械振动基础》课程教学大纲
一．课程基本信息
开课单位：船舶与海洋工程学院
课程编号： 01060005b
英文名称：Theory of Mechanical Vibration with Applications
学时：总计32学时，其中理论授课28学时，实验4学时
学分：2.0学分
面向对象：机械电子工程、机械设计制造及其自动化专业
先修课程：理论力学、材料力学、机械原理、机械设计基础
教材：《机械振动与噪声学》，赵玫等编著，科学出版社，2004年9月，第1 版
主要教学参考书目或资料：
1.《噪声与振动控制技术基础》，盛美萍等编著，科学出版社，2003年9月，第 1 版
2.《机械振动控制基础》，李晓雷编著，北京理工大学出版社，2005年9月，第 1 版
3.《噪声与振动控制工程手册》，马大猷编著，机械工业出版社，2002年9月，第 1 版
4.《动力机械振动与噪声学》，陈端石编著，上海交通大学出版社，2002年8月，第 3 版
二．教学目的和任务
随着动力机械制造技术的不断发展，人们对动力机械性能的要求越来越高，而振动噪声作为动力机械的一项性能指标，逐步受到人们的关注和重视，所以对动力机械振动噪声的控制具有十分重要的意义。

噪声污染是严重的环境污染之一，随着现代工业化程度的不断提高，噪声污染也日益加剧，严重影响广大人民群众的身心健康，因此噪声控制已经成为环境保护的一项重要内容。

振动是产生噪声的主要原因，因此振动控制不仅可以保护仪器设备和人员不受振动危害，而且采用减振隔振措施也可以有效地控制噪声污染。

本课程作为一门专业课程，其教学目的与任务是通过学习振动噪声的基本理论，使学生掌握振动噪声控制的基本知识，并受到基本技能的训练，为学生以后解决生产实际问题和从事科学研究工作打下理论基础。

学生学完本课程后，应能牢固地掌握振动噪声控制的基本原则和主要途径，初步具有把实际问题抽象为理论模型，并运用所学理论知识来分析和解决实际问题的能力，此外还应学会有关的实验方法和技能。

三．教学目标与要求
本门课程通过授课、实验教学环节，使学生掌握振动噪声控制的基本理论、原则和主要途径，初步具有把动力机械振动噪声实际问题抽象为理论模型，并运用所学理论知识来分析和解决实际动力机械振动噪声问题的能力，学会动力机械振动噪声测试的实验方法和技能。

此外还应了解动力机械振动噪声控制领域的新理论、新技术、新知识。

四．教学内容、学时分配及其基本要求
第一章绪论（讲授2学时）
（一）教学内容
1、机械振动概述
2、振动运动学
3、机械噪声概述
（二）基本要求
1、掌握机械振动的基本概念、分类。

2、掌握简谐振动的概念、叠加等基本知识。

3、掌握机械噪声及其分类。

4、理解机械噪声的控制方法。

第二章离散系统的振动微分方程（讲授2学时）
（一）教学内容
1、实际离散化的力学模型
2、力学基础
3、振动微分方程的建立
4、振动微分方程的一般形式
（二）基本要求
1、掌握实际系统的离散化、离散化的力学模型。

2、理解自由度和广义坐标、动力学的基本原理。

3、掌握振动微分方程的建立（包括单自由度系统和多自由度系统）、等效系统含义。

4、理解振动微分方程的一般形式。

第三章线性离散系统的自由振动（讲授3学时）
（一）教学内容
1、数学基础知识
2、无阻尼单自由度系统的特性
3、有阻尼单自由度系统的特性
4、无阻尼二自由度系统的特性
5、坐标的耦合与主坐标
6、有阻尼二自由度系统
7、多自由度系统
（二）基本要求
1、掌握微分方程组特征值的含义，求解方法。

2、掌握无阻尼单自由度系统自由振动的特性、固有频率的求解。

3、掌握有阻尼单自由度系统自由振动的特性、阻尼的概念。

4、掌握无阻尼二自由度系统自由振动的特性。

5、理解坐标的耦合与主坐标的含义
6、了解有阻尼二自由度系统自由振动的基本概念。

7、理解多自由度系统自由振动的基本概念。

第四章线性离散系统的受迫振动（讲授3学时）
（一）教学内容
1、数学基础知识
2、单自由度系统的受迫振动
3、二自由度系统的受迫振动
4、多自由度系统的受迫振动
（二）基本要求
1、掌握微分方程组的求解方法。

2、掌握单自由度系统简谐激励的响应求解、实际系统的阻尼。

3、理解单自由度系统周期激励的响应求解。

4、了解单自由度系统瞬态激励的响应求解。

5、掌握二自由度系统无阻尼对简谐激励的响应求解及振动特性。

6、了解多自由度系统对简谐激励的响应求解方法。

第五章线性离散系统振动理论的应用（讲授6学时）
（一）教学内容
1、单自由度系统阻尼比和固有频率的确定
2、旋转失衡
3、旋转轴的临界转速
4、隔振原理
5、隔振技术与隔振器
6、船舶动力设备减振技术
7、动力吸振器
8、振动控制技术简介
（二）基本要求
1、掌握单自由度系统阻尼比和固有频率的确定方法。

2、掌握旋转失衡的含义、旋转轴的临界转速的含义及求法。

3、掌握隔振原理、力传递率、位移传递率的基本概念、隔振效果评价的基本方法。

4、掌握动力吸振器的原理与特性、无阻尼动力吸振器的设计方法。

5、掌握隔振技术的发展与应用（单层隔振、双层隔振、浮筏隔振）、隔振器的类型与特点。

6、船舶动力设备减振技术的发展与应用。

7、理解阻尼动力吸振器的原理与特性。

8、了解振动控制的发展。

第六章机械振动测试技术（4学时。

含讲授2学时，实验2学时）
（一）教学内容
1、振动测试仪器
2、振动信号分析
3、机械振动测试技术
4、动力旋转机械振动特性测量（实验1）
（二）基本要求
1、了解振动测试仪器
2、理解振动信号分析基本知识
3、掌握机械振动测试技术（时域分析、频谱分析等）
4、了解机械振动的评价与规范
第七章连续系统（讲授2学时）
（一）教学内容
1、杆的纵向振动
2、轴的扭转振动
3、轴的横向振动
4、薄板的横向振动
（二）基本要求
1、掌握杆的纵向振动运动微分方程的建立及求解。

2、理解轴的扭转振动运动微分方程的建立及求解。

3、掌握轴的横向振动运动微分方程的建立及求解。

4、了解薄板的横向振动运动微分方程的建立及求解。

第八章机械噪声控制的声学基础（讲授2学时）
（一）教学内容
1、声波波动方程
2、声场与声源
3、声波的传播
4、室内声场
（二）基本要求
1、掌握声波波动方程的基本概念
2、掌握声场与声源的度量、平面波声场、球面波声场
3、掌握声波的传播、声速、声阻抗等基本概念
4、理解声波的反射与透射基本概念、声波的扩散
第九章机械噪声的测量与评价（4学时。

含讲授2学时，实验2学时）
（一）教学内容
1、噪声的度量与分析
2、噪声的测量
3、消声室与混响室
4、噪声的评价及控制的标准
5、动力机械噪声的声压级与声功率测量（实验2）
（二）基本要求
1、掌握噪声的度量物理量、频谱分析技术。

2、了解噪声测试仪器。

3、掌握噪声声压、声强、声功率的测量方法，以及相互转换关系。

4、了解消声室与混响室的基本概念及对测试结果的影响。

4、掌握噪声的评价物理量、噪声的危害。

5、了解噪声的控制标准。

第十章机械噪声控制技术（讲授4学时）
（一）教学内容
1、噪声源识别与控制技术
2、吸声降噪技术
3、隔声技术
4、消声器
（二）基本要求
1、掌握噪声源的识别方法与机械噪声源控制的基本途径。

2、掌握吸声降噪的原理、吸声结构及吸声降噪量计算。

3、掌握隔声原理及板的隔声性能。

4、了解隔声罩与隔声屏。

4、掌握消声器的分类、原理及其性能。

五．教学方法及手段
由于该课程是一门专业课，具有一定的理论要求和综合知识，并以动力机械作为主要的实际对象，要求采用多媒体进行教学，以课堂讲解为主，以课堂讨论为辅，并完成2个实验内容。

六．考核方式及考核方法
该课程的考核方式为“考查”，考核方法采用开卷考试的形式，实验教学环节占总评成绩20%的比例。

七．课内实验（上机）教学安排
八．其它说明
（制定人：温华兵审定人：）。