机械开题报告范文精选5篇

机械开题报告范文精选5篇开题报告是指开题者对科研课题的一种文字说明材料。

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机械论文开题报告课题名称：理论力学创新应用ZME型多功能实验台单自由度振动系统的测试一、选题的目的及意义：科学和经济的发展，人才聘用的市场化，都对毕业生的实际能力提出了很高的要求。

培养和训练毕业生的应用所学知识的能力、分析及解决问题的能力、实践动手能力和创新能力，是课题研究的基本目的。

机械振动是在日常生活和工程实际中普遍存在的一种现象，也是整个力学中ZUI重要的研究领域之一。

机械振动指机器或结构物在平衡位置附近所做的“往复运动”。

在工程中，存在着很多振动现象。

如飞行器与船舶的振动、机床与刀具的振动、各种动力机械的振动等。

机械振动降低了机器的动态精度和性能，机械振动会使机器产生交变载荷，这将导致机器使用寿命的降低甚至酿成灾难事故。

共振现象是工程中需要研究的重要课题，在共振区内振动都很强烈，会导致机器或结构过大变形，造成破坏。

因此有效地进行振动隔离或减振设计，消除和抑制振动的消极影响，是机械振动的一个主要研究方向之一。

研究机械振动的意义体现在发展振动理论、防范有害振动和利用有益振动等方面。

机械工业的技术水平和现代化程度极大地影响整个国民经济的技术水平。

现代化的工业、农业、交通等各个领域的发展要求设计出性能更好的机械设备，由此导致机械振动力学的发展和研究。

研究机械振动学的理论与方法，解释机械结构系统中各种复杂运动现象，实现大型复杂装备振动与噪声的有效控制，充分利用振动现象，是提升机械装备性能的重要手段，而机械振动系统测试是研究机械振动的重要手段。

机械振动测试是研究和解决工程技术中许多动力学问题必不可少的手段，可以用来求解机械结构的动力学参数：阻尼、固有频率等。

其目的：一是寻找振源，减少或消除被测量设备和结构所存在的振动;二是测定结构或系统的动态特性以便改进结构设计，提高抗震能力。

研究机械振动是防范有害振动的迫切要求。

工程中有大量的振动问题需要人们研究、分析和处理，特别是现代机械产品向着高速化、精密化、轻型化、微型化和大型化等方向发展，使得振动问题更加突出，对防范振动提出了更高的要求。

在高速化的机械产品设计中，为了满足高速化机械产品的设计质量，动力学分析方法从动态静力分析发展到动力分析和弹性动力分析。

例如，汽车的高速化推动了对整车振动和传动系统振动与噪声的研究等。

在精密加工领域，机械振动是影响加工质量和表面质量的主要因素之一，严重时会影响系统的稳定性。

研究机械振动是振动利用工程的迫切要求。

在许多行业，振动机器和仪器已经用来完成各种不同的工艺过程，如成形、筛分、整形、诊断等。

电话机、谐振器、各部门使用的各种类型的振动机、医疗设备中的核磁共振、振动诊断技术等都是对振动原理的实际有利应用。

对这些振动现象进行研究,找出其内在规律,并进行有效的利用,则会对社会产生重大的社会效益与经济效益。

目前振动利用工程学科取得了一系列研究成果，但仍然需要发展和开拓新的领域。

对机械振动的研究不仅有利于改善人们的生活环境和水平，也有助于提高机械设备的使用寿命，提高生产效率。

正因如此，机械振动系统测试实验在生产和科研等多方面都有着十分重要的作用。

为了控制振动，将振动给人们带来的危害降至ZUI低，就需要我们了解振动的特性和规律，对振动进行测试和研究。

许多工程实际振动系统够可简化为单自由度振动系统来研究，它是研究复杂振动系统的基础。

进行单自由度振动系统测试研究的ZUI终目的就是通过其来研究复杂振动，进行机械或结构的振动分析和振动设计，来控制振动的危害，利用有益的振动，合理利用机械振动特性，创造性地设计动力机械，造福人类，也是为以后的进一步学习研究机械力学奠定良好的基础。

因此，研究单自由度振动系统振动具有很大的现实意义和应用前景。

二、国内外机械振动理论的进展概况(I) 机械振动概述：在机械动力学领域，机械振动理论是一个重要的研究方向，许多研究人员己经进行了大量卓有成效的研究，并有许多成熟的理论技术己经应用到实际中，出现了大量的优秀的振动产品及技术成果。

如机械表、光导纤维通信技术、医用CT、振动诊断技术、振动输送机、振动筛、激振器及振动控制技术等。

这些产品及技术主要应用于机械制造、地质、能源化工、核工业、土木建筑、海洋、航空航天、交通运输以及其它领域和各个技术部门。

对机械振动的研究起始于17世纪60年代对钟摆微振动机理的探索。

在随后的两个世纪中，梁和板等结构件的振动是力学界研究的热门。

20世纪初，人们关心的机械振动问题主要集中在如何避免共振，因次，研究的重点是机械结构的固有频率和振型的确定。

在第二次工业革命中，电动机、发电机和汽轮机的出现，高速转子引起的振动问题变得突出起来。

20世纪60年代，线性振动基本理论已经建立起来。

20世纪30年代，机械振动的研究开始由线性振动发展到非线性振动。

20世纪下半叶，非线性振动理论得到飞速发展。

到20世纪中叶，线性离散系统的基本理论已经建立起来。

20世纪50年代以来，机械振动的研究从规则的振动发展到用概率和统计的方法才能描述其规律的随机振动。

在ZUI近一个时期，科技工作者对许多非线性振动问题进行了深入研究，在定量研究或定性研究方面都提出了一些新的研究方法。

特别是在近30年来，对混沌运动现象的揭示及对其展开的研究工作，被认为是当今科学领域的重大发现和重要成就之一。

此外，随着自动控制理论和电子计算机技术的发展，也为多自由度系统的计算和非线性振动系统的研究提供了技术基础，许多非线性振动问题可以借助数值计算与数值模拟方法予以解决使得非线性振动问题的解法向前推动了一大步。

振动理论和实验技术的发展，使振动分析成为机械设计中的一种重要工具。

信号分析方法，尤其是快速傅立叶变换的出现成为现代振动测试、故障诊断技术的基础。

现代的振动测试技术是20世纪70年代以后随着信号分析方法的出现而发展起来的。

1988年，美国National Instruments公司提出了“软件即仪器”的概念，开启了虚拟仪器研究的先河。

20世纪60-70年代专家系统出现，其首要目标就是用于基于振动检测的故障诊断。

振动主动控制技术的研究始于20世纪50年代末期，80年代后已经进入蓬勃发展阶段，不仅取得了丰富的理论研究成果，而且成功应用于航天、土木及车辆结构的振动控制领域。

20世纪以来,迅猛发展的航空、航天、机械、车辆、船舶、土木、控制、通讯等工业,促使人们对机械、结构、电路中的振动现象进行深入研究。

这使得线性时不变系统的振动理论形成了完整体系,非线性振动理论得到了很大发展,随机振动、流固耦合振动、振动与噪声控制、振动测量与系统建模、转子动力学、包装动力学等一批分支学科从无到有,形成了广大工程师可用来解决问题的振动学。

目前，线性振动理论的研究已经很成熟了，已经建立了完整的理论体系，为非线性振动，甚至是混沌的研究奠定了基础。

非线性振动的研究工作已取得许多重要成果，并且已经解决了理论上和工程应用方面的诸多问题。

但是还有很多问题还没有彻底解决。

需要对其进行更深的研究。

国内振动研究概况：早在战国时期《庄子》就已经明确记载了共振现象。

20世纪60年代初期，国内学者张阿舟同研究生联名发表《频率辨》论文，对单自由度粘性阻尼线性系统的各种特性频率：固有频率、自然频率、(位移)振幅共振频率和加速度振幅共振频率作了精辟的分析，从理论上澄清了它们各自的含义和特定的界限。

我国学者陈予恕院士是非线性动力学及其工程应用在中国发展的主要代表。

他和加拿大学者ngford在1988年提出了C-L方法可求出整个参数空间中的周期解。

该方法的理论意义在于：统一了世界文献对非线性参数激励系统似乎矛盾的结果，建立起系统分岔解的拓扑结构和系统参数之间的全面联系，从而突破了非线性振动理论发展的瓶颈。

我国学者朱位秋院士在1998年撰写的专著是当代关于随机振动的代表性著作之一。

他关于非线性随机振动的研究构成了一个非线性随机动力学与控制的Hamilton理论体系框架，为解决工程中一系列非线性随机动力学与控制的关键问题提供了一整套全新而有效的理论方法。

张广军等通过双稳Duffing 振子的随机共振及其矩方程的分岔之间的关系研究了随机共振的机制。

1999年，我国学者刘世龄、张佑启、陈树辉和徐兆四人提出了“强非线性振动的增量谐波平衡法和推广的摄动方法”。

谢建华等建立了两自由度含间隙振动系统对称周期碰撞运动的Poincare映射方程。

张天侠等在同步振动系统耦合效应研究中导出了系统形成同步的耦合条件，给出了振动同步系统结构参数设计和选择的工程方法。

(II)单自由度振动系统：任何一个实际的振动系统都是无限复杂的，为了能对之进行分析，一定要加以简化，并在简化的基础上建立合适的力学模型。

在简化模型中，振动体的位置或形状只需用一个独立坐标来描述的系统称为单自由度系统。

单自由度系统是ZUI简单、ZUI基本的振动系统。

其重要性，一方面在于在很多实际问题都可简化成一个单自由度系统，从而直接利用对这种系统的研究成果来解决问题;另一方面在于它具有一般振动系统的一些基本特性，是多自由度系统和连续系统乃至非线性系统振动理论和方法的基础。

在理论分析中，利用它的直观、简单，可以把握振动系统的许多基本性质。

以弹簧一质量系统为力学模型，如图1所示，对研究单自由度系统的振动有着非常普遍的实际意义，因为工程上有许多问题通过简化，用单自由度系统的振动理论就能得到满意的结果。

而同时对多自由度系统和连续系统的振动，在特殊坐标系中考察时，显示出与单自由度系统类似的性态。

因此，揭示单自由度振动系统的规律、特点，为进一步研究复杂振动系统奠定了基础。

1.单自由度系统的无阻尼自由振动：是以正弦或余弦函数或统称为谐波函数表示的，以其静平衡位置为振动中心的简谐振动。

式(1)就是无阻尼自由振动的微分方程，是二阶常系数线性齐次方程。

系统周期： (2)系统频率： (3)系统固有频率： (4)2.单自由度系统的有阻尼自由振动：在自由振动中，物块除受恢复力的作用外，还受到阻力的作用，振动过程中的阻力通称阻尼。

产生阻尼的因素比较多，例如在流体介质中运动时，会产生介质的粘性阻尼(如空气阻尼、油的阻尼)等，总是有能量的散逸，系统不可能持续作等幅的自由振动，而是随着时间的推移振幅将不断减小。

这种自由振动叫做有阻尼自由振动。

有阻尼自由振动固有频率：。

有阻尼自由振动周期：，阻尼自由振动的周期大于无阻尼自由振动的周期。

3.单自由度系统的受迫振动：在持续的外部激励作用下所产生的振动称为受迫振动。