振动力学课程设计
振动力学课程设计报告
振动力学课程设计报告课设题目：单位：专业/班级：姓名：指导教师：2011年12月22日一、前言1、课题目的或意义振动力学课程设计是以培养我们综合运用所学知识解决实际问题为目的，通过实践，实现了从理论到实践再到理论的飞跃。
增强了认识问题，分析问题，解决问题的能力。
带着理论知识真正用到实践中，在实践中巩固理论并发现不足，从而更好的提高专业素养。
为认识社会，了解社会，步入社会打下了良好的基础。
通过对GZ电磁振动给料机的振动分析与减振设计，了解机械振动的原理，巩固所学振动力学基本知识，通过分析问题，建立振动模型，在通过软件计算，培养了我们独立分析问题和运用所学理论知识解决问题的能力。
2、课题背景：随着科学技术发展的日新月异，电磁振动给料机已经成为当今工程应用中空前活跃的领域，在生活中可以说是使用的广泛，因此掌握电磁振动给料机技术是很有必要的和重要的。
GZ系列电磁振动给料机广泛应用于矿山、冶金、煤炭、建材、轻工、化工、电力、机械、粮食等各行各业中，用于把块状、颗粒状及粉状物料从贮料仓或漏斗中均匀连续或定量地给到受料装置中去。
特别适用于自动配料、定量包装、给料精度要求高的场合。
例如，向带式输送机、斗式提升机，筛分设备等给料；向破碎机、粉碎机等喂料，以及用于自动配料，定量包装等，并可用于自动控制的流程中，实现生产流程的自动化。
GZ电磁振动给料机的工作原理：GZ电磁振动给料机的给料过程是利用电磁振动器驱动给料槽沿倾斜方向做直线往复运动来实现的,当给料机振动的速度垂直分量大于策略加速度时,槽中的物料将被抛起,并按照抛物线的轨迹向前进行跳跃运动,抛起和下落在1/50秒完成,料槽每振动一次槽中的物料被抛起向前跳跃一次,这样槽体以每分钟3000次的频率往复振动,物料相应地被连续抛起向前移动以达到给料目的。
GZ系列电磁振动给料机主要用途:给到受料装置中去。
GZ系列电磁振动给料机主要特点：1.可无级调节给料量，可用于自动控制的生产流程中，实现生产自动化。
力学振动的教学设计方案
总评成绩达到60分以上为通过。其中，期末考试和课程设计大作业必须分别达 到各自成绩的60%以上。
THANKS
感谢观看
通过案例学习与实践操作相结合的教学方式，学生应能够培养创新思维和实践能力 ，为未来的学习和工作奠定坚实基础。
06
学生自主实践活动安排
活动主题和目标设定
主题：探索力学振动现象及 其在生活中的应用
目标
01
让学生了解力学振动的基本
原理和概念
02
03
培养学生的动手实践能力和 科学探究精神
04
05
引导学生将理论知识应用于 实际生活中，提高解决问题
建立数学模型
根据受力分析，选择合适的数 学模型描述振动系统的运动规 律，如常微分方程、偏微分方 程等。
确定模型参数
通过实验测量或理论计算，确 定数学模型中的各项参数，如
质量、刚度、阻尼等。
线性振动系统分析方法
模态分析法
时域分析法
通过求解系统的特征值和特征向量， 得到系统的固有频率和振型，进而分 析系统的振动特性。
简谐振动及其特性
01
02
03
04
简谐振动的定义
物体在受到与位移成正比的恢 复力作用下的振动称为简谐振
动。
周期性
简谐振动具有周期性，即物体 在振动过程中会不断重复其运
动状态。
对称性
简谐振动的运动轨迹关于平衡 位置对称。
能量守恒
在简谐振动过程中，物体的动 能和势能相互转化，但总能量
保持不变。
阻尼振动与受迫振动
受迫振动的频率等于驱动力的频率。
振幅与驱动力频率有关
当驱动力频率接近物体的固有频率时 ，振幅最大，称为共振现象。
振动力学课程设计模型
振动力学课程设计模型一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握振动的定义、分类及其基本特性；2. 学生能描述单自由度系统的自由振动和受迫振动的数学表达及物理意义；3. 学生能运用振动力学原理，分析实际简单机械振动问题。
技能目标：1. 学生能够运用振动方程求解单自由度系统的振动问题；2. 学生能够设计简单的振动控制实验，并通过数据分析评价振动控制效果；3. 学生能够运用物理软件进行振动模拟，提高问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习振动力学，培养对物理科学的兴趣和探究精神；2. 学生在学习过程中，培养团队合作意识和解决问题的耐心；3. 学生通过振动实例分析，认识到振动力学在工程领域的应用，增强理论联系实际的意识。
分析：本课程为高中物理学科振动力学部分，针对高二年级学生。
学生在前期已学习基础力学和波动学，具备一定物理基础。
课程性质为理论联系实际，强调学以致用。
教学要求注重启发式教学，引导学生主动探究，培养实践能力。
课程目标旨在通过具体学习成果的达成，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
二、教学内容1. 振动基本概念：振动定义、分类、自由度；2. 单自由度系统自由振动：简谐振动、阻尼振动，振动方程及其解析；3. 单自由度系统受迫振动：受迫振动的数学描述，共振现象及其应用；4. 振动控制：振动控制原理，简单振动控制实验设计；5. 振动实例分析：结合实际工程案例，分析振动问题及其解决方案；6. 振动模拟：运用物理软件进行振动模拟，深化理解振动规律。
教学内容安排与进度：第一课时：振动基本概念，简谐振动的数学描述；第二课时：阻尼振动与受迫振动，共振现象；第三课时：振动控制原理，实验设计与数据分析；第四课时：工程案例分析与振动模拟。
教材章节关联：《高中物理》下册第八章“机械振动与波动”：1. 第一节 振动的基本概念；2. 第二节 简谐运动；3. 第三节 阻尼振动与受迫振动；4. 第四节 振动的控制与应用。
振动力学课程设计报告
振动力学课程设计报告课设题目：单位：专业/班级：姓名：指导教师：2011年12月22日一、前言1、课题目的或意义振动力学课程设计是以培养我们综合运用所学知识解决实际问题为目的，通过实践，实现了从理论到实践再到理论的飞跃。
增强了认识问题，分析问题，解决问题的能力。
带着理论知识真正用到实践中，在实践中巩固理论并发现不足，从而更好的提高专业素养。
为认识社会，了解社会，步入社会打下了良好的基础。
通过对GZ电磁振动给料机的振动分析与减振设计，了解机械振动的原理，巩固所学振动力学基本知识，通过分析问题，建立振动模型，在通过软件计算，培养了我们独立分析问题和运用所学理论知识解决问题的能力。
2、课题背景：随着科学技术发展的日新月异，电磁振动给料机已经成为当今工程应用中空前活跃的领域，在生活中可以说是使用的广泛，因此掌握电磁振动给料机技术是很有必要的和重要的。
GZ系列电磁振动给料机广泛应用于矿山、冶金、煤炭、建材、轻工、化工、电力、机械、粮食等各行各业中，用于把块状、颗粒状及粉状物料从贮料仓或漏斗中均匀连续或定量地给到受料装置中去。
特别适用于自动配料、定量包装、给料精度要求高的场合。
例如，向带式输送机、斗式提升机，筛分设备等给料；向破碎机、粉碎机等喂料，以及用于自动配料，定量包装等，并可用于自动控制的流程中，实现生产流程的自动化。
GZ电磁振动给料机的工作原理：GZ电磁振动给料机的给料过程是利用电磁振动器驱动给料槽沿倾斜方向做直线往复运动来实现的,当给料机振动的速度垂直分量大于策略加速度时,槽中的物料将被抛起,并按照抛物线的轨迹向前进行跳跃运动,抛起和下落在1/50秒完成,料槽每振动一次槽中的物料被抛起向前跳跃一次,这样槽体以每分钟3000次的频率往复振动,物料相应地被连续抛起向前移动以达到给料目的。
GZ系列电磁振动给料机主要用途:电磁振动给料机广泛使用在冶金、煤炭、电子、机械、化工、建材、轻工、粮食等行业中，在生产流程中，用于把块状、颗粒状、粉状物料从贮料仓或漏斗中定量、均匀、连续地给到受料装置中去。
振动力学课程设计任务书
振动力学课程设计任务书一、课程设计的目的振动力学课程设计是工程力学专业集中实践环节的内容之一。
学生运用所学的基础理论和专业知识通过课程设计的实践，巩固和掌握振动力学课程的知识。
通过课程设计使学生了解结构振动研究的过程，培养学生的计算和分析能力。
二、课程设计的要求学生需认真阅读课程设计任务书，参考有关资料，在规定的时间内独立完成课程设计任务。
课程设计要求计算准确、文字通顺、图形精致。
课程设计（含任务书和计算程序等）应装订成册。
三、课程设计的内容振动力学课程设计的内容如下：题目1：1.图示振动系统，建立系统的振动微分方程，要求写出详细的过程。
2.求系统的振动固有频率。
3.计算系统的振动模态，绘制主振型的示意图。
4.计算系统的主质量、主刚度和简正振型矩阵。
5.初始条件为：，位移单位为m,速度单位为m/s。
求系统自由振动的响应。
6.在左侧第一个物体上作用简谐力，求系统强迫振动的响应。
7.在固定端和第1个物体之间安装一个阻尼系数为 c1的阻尼器，在第1个和第2个物体之间安装一个阻尼系数为 c2的阻尼器，在第2个和第3个物体之间安装一个阻尼系数为 c3的阻尼器，在第3个物体和固定端之间安装一个阻尼系数为 c4的阻尼器。
已知：c1=2c,c2=5c, c3=c,c4=3c。
建立系统的有阻尼振动微分方程，计算系统的阻尼矩阵、模态阻尼矩阵。
8.用瑞利法估算系统的基频。
9.用矩阵迭代法计算系统的固有频率。
题目2：1.图示振动系统，建立系统的振动微分方程，要求写出详细的过程。
2.求系统的振动固有频率。
3.计算系统的振动模态，绘制主振型的示意图。
4.计算系统的主质量、主刚度和简正振型矩阵。
5.初始条件为：，位移单位为m,速度单位为m/s。
求系统自由振动的响应。
6.在左侧第三个物体上作用非周期激励力，u（t）为单位阶跃函数，求系统强迫振动的响应。
7.在固定端和第1个物体之间安装一个阻尼系数为 c1的阻尼器，在第1个和第2个物体之间安装一个阻尼系数为 c2的阻尼器，在第2个和第3个物体之间安装一个阻尼系数为 c3的阻尼器，在第3个物体和固定端之间安装一个阻尼系数为 c4的阻尼器。
《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。
振动力学课程设计报告材料(2)
振动力学课程设计报告课设题目：电磁振动给料机的振动分析与隔振设计单位：专业/班级：姓名：指导教师：一、前言1、课题目的或意义通过对结构进行振动分析或参数设计，进一步巩固和加深振动力学课程中的基本理论知识，初步掌握实际结构中对振动问题分析、计算的步骤和方法，培养和提高独立分析问题和运用所学理论知识解决实际问题的能力。
2、课题背景：1、结构：本设计中，料槽底板采用16mm厚钢板焊接而成，再用筋板加强。
料槽衬板采用20mm厚钢板。
料槽材料全部采用镇静钢，能承受工作过程中由于振动产生的交变载荷，焊缝不易开裂。
2、工程应用前景：振动给料机用于把物料从贮料仓或其它贮料设备中均匀或定量的供给到受料设备中,是实行流水作业自动化的必备设备分敞开型和封闭型两种，本设计中电磁振动给料为双质体系统，结构简单，操作方便，不需润化，耗电量小；可以均匀地调节给料量为了减小惯性力，在保证强度和刚度的前提下，应尽可能减轻振动槽体的质量。
从而使其在实际工程应用中会有非常广泛的前景。
二、振动（力学）模型建立1、结构（系统）模型简介123123k k k c c c 、为隔振弹簧，为主振弹簧，、、分别为隔振和主振弹簧的阻尼4k 、4c 分别为尼龙连接板得等效刚度和阻尼。
0m 为偏心块质量，1m 为给料槽体质量，2m 激振器的振动质量。
R m —输送槽体（包括激振器）的质量，1500kg ；即012R m m m m ++=G m —槽内物料的结合质量。
在实际中系统为离散的，而建立模型后将质量进行集中从而该系统可视为为连续系统，通过上网搜索资料以及书中知识总结并设计出如上所示电磁振动给料机力学模型，其组成为料槽、电磁激振器、减振器、电源控制箱等组成。
2、系统模型参数（包括系统所必需的几何、质量、等效刚、激励等）根据实际应用情况假设个几何参数为：外形尺寸（长x 宽x 高）：4057 x 2100 x 1730mm1l =390mm 2l =1140mm 3l =650mm质量参数：150018753375R G m m m kg =+=+=0587m Kg = 1456m Kg = 2457m Kg =等效刚度：由公式得24055(1)()79e k K N c k μλγλ=-∆++1k =875641N/m 2k =854213N/m 3k =2126284N/m 4k =458256 N/m激振力矩阵：三、振动分析1、振动方程建立由于系统做微抛物运动，因此系统有两个自由度，所以其振动微分方程如下：MX CX KX F++=其中； 。
振动力学教学设计 (2)
振动力学教学设计
引言
振动力学是一门物理学科，研究物体在周期性外界作用下的运动规律和特性。
振动力学具有广泛的应用范围，包括机械工程、电子工程、航空航天等领域。
因此，在物理学教学中，振动力学是重要的一部分。
教学设计是教学活动的核心内容，对于振动力学教学来说，教学设计的合理性
与质量会对学生的学习效果产生重要影响。
本文将就如何设计振动力学教学进行探讨和总结。
背景
1.学生背景
本次教学的受众对象为大学本科三年级的物理专业学生。
学生曾经学习过大学
物理学的基础理论，包括运动学、动力学等内容。
2.教学目标
•掌握振动力学的基本概念和基本理论；
•能够分析振动运动的特性以及系统的稳定性；
•掌握基本的振动实验技能。
教学内容
第一部分：基本概念和基本理论
1.什么是振动？
2.振动的基本特性有哪些？
3.振动的产生和传播机制是什么？
4.如何描述振动运动？
1。
振动力学课程设计报告--垂直振动输送机的机械振动与隔振分析
振动力学课程设计报告课设题目：垂直振动输送机的机械振动与隔振分析单位：理学院专业/班级：工程力学09-1姓名：指导教师：2011-12-18一、前言1、课题目的或意义主要研究双质体垂直振动输送机输送原理及设计理论，根据参数对其进行运动分析和隔振分析。
通过对结构进行振动分析或参数设计，进一步巩固和加深振动力学课程中的基础理论知识，初步掌握实际结构中对振动问题分析、计算的步骤和方法，培养和提高独立分析问题和运用所学理论知识解决实际问题的能力。
2、课题背景：垂直振动输送机主要应用于箱式元件的提升输送，按照进料口出料口的方向分为Z型垂直提升机和C型垂直提升机两种提升输送机。
垂直振动提升机主要应用于矿山、冶金、化工、轻工、建材、机械、粮食等各行业垂直输送50毫米以下的粉状、颗粒状、块状物料，在连续供料条件下也可用于输送具有滚动性的团状物料，可以代斗式提升机、倾斜使用皮带输送机等。
惯性自同步垂直振动提升机由于应用了机械振动学的自同步原理具有结构简单，技术参数先进，安装调整方便，维修量小，占地面积小及对基础无特殊要求等特点，而且设备费用和运送费用较低。
在有特殊要求时可同时完成冷却、干燥等多种工艺过程，是一种理想的物料垂直提升设备。
ZC系列垂直振动输送机的工作原理：ZC系列垂直振动输送机的驱动装置振动安装在输送塔下部，两台振动电机堆成交叉安装，输送塔由管体和焊接在管体周围的螺旋输送槽组成，输送塔座于减振装置上，减振装置有底座和隔振弹簧组成。
当垂直输送机工作时，根据双振电机自同步原理，由振动电机产生激振力，强迫整个输送塔体作水平圆运动和向上垂直运动的空间复合振动，螺旋槽内的物料则受输送槽的作用，做匀速抛掷圆运动，沿输送槽体向上运动，从而完成物料的向上（或向下）输送作业。
二、振动（力学）模型建立1、结构（系统）模型简介此系统为双质体垂直振动输送机，为离散体。
此结构由螺旋槽体、底座、隔振弹簧、激振电动机和底架组成，底架固结于地面上，两台振动电机堆成交叉安装，输送塔由管体和焊接在管体周围的螺旋输送槽组成，输送塔座于减振装置上，减振装置有底座和隔振弹簧组成。
振动力学第三版课程设计
振动力学第三版课程设计一、前言振动力学是一门重要的工程学科，是研究振动现象、振动特性和振动控制等方面的学科。
本次课程设计旨在通过理论分析和计算实例，深入理解振动力学的基本理论和应用，全面提高学生的振动力学知识。
二、课程设计目的1.了解振动力学的基本概念及其基本理论；2.掌握振动系统的自由振动和强制振动的计算方法；3.熟悉振动系统的动力响应分析方法；4.掌握振动系统的非线性振动特性；5.掌握振动控制的基本方法；6.具备一定的综合应用能力。
三、课程设计内容1. 振动系统的自由振动和强制振动•振动系统的基本元件与模型•振动系统的自由振动•单自由度体系的阻尼简谐振动•单自由度体系的非阻尼简谐振动•振动系统的强制振动•简谐强迫振动的响应分析方法•非简谐强迫振动的响应分析方法2. 振动系统的动力响应分析方法•随机振动分析方法•有限元方法•能量法•非线性动力学分析方法3. 振动系统的非线性振动特性•不同非线性系统的基本行为•非线性振动分析方法•非线性动力学控制4. 振动控制的基本方法•振动控制的基本原理•主动控制与被动控制•最优控制与稳定性分析四、课程设计要求1.在掌握基本理论的前提下，学生需要独立完成两个以上的计算分析实例；2.要求对实例的分析过程进行详细记录，并说明所采取的计算方法和理论分析方法；3.提交实验报告，每个实例的报告应包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果分析和结论等部分；4.要求各组学生相互合作，共同讨论、探讨，不得抄袭或抄袭他人的报告。
五、课程设计参考资料1.高清愿、骆仲毅. 振动力学[M]. 机械工业出版社, 2014.2.邬建国、冯海燕. 振动力学[M]. 电子工业出版社, 2015.3.石晓宝. 振动理论与应用[M]. 东南大学出版社, 2013.4.张强. 振动控制技术[M]. 科学出版社, 2015.本次课程设计的参考资料仅供学生扩展和延伸知识使用，学生应在课程设计过程中根据实际需要选择参考资料。
振动力学教学设计
振动力学教学设计前言在大学物理学专业中，振动力学作为一门重要课程，是学生们必须要深入了解的领域。
在振动力学的学习中，教学设计尤为重要，因为它能够确保学生的学习成果并帮助他们理解振动的基本概念和应用。
本文旨在探讨振动力学教学设计，为教师提供一些有用的思路和方法。
教学设计课程内容振动力学教学的核心是振动的基本概念和应用，这些内容可以分为以下几个方面：1.振动的定义和分类2.简谐振动3.非简谐振动4.自由振动和强迫振动5.谐振和共振6.阻尼振动在振动力学教学中，这些内容必须按照适当的顺序进行演示和阐述，以确保学生正确理解振动的基本概念和应用。
教学方法振动力学教学的重点是提供学生深入了解振动的机会和激发他们的兴趣。
根据学生的学习效果及其理解能力，以下教学方法可供选择：1.教师讲解：教师可以在课堂上向学生深入解释振动的基本概念和应用，例如简谐振动和阻尼振动。
2.实验教学：教师可以在实验室中设计和实施各种振动实验，以便让学生亲身体验和理解实验结果及其原因。
3.计算机模拟：教师可以通过计算机模拟软件，让学生模拟和理解振动现象及其应用。
以上教学方法可相互融合，以确保学生获得最大化的学习成果。
此外，教师在教学中应该注重引导学生提出自己的问题，以帮助他们正确地学习和理解振动的概念。
教学流程振动力学的教学流程必须清晰明了，便于学生理解和记忆。
可以根据以下顺序安排振动力学教学：1.阐述振动的基本概念和分类；2.讲解简谐振动和阻尼振动等基本概念；3.进行振动实验教学，让学生亲身参与实验过程；4.讲解非简谐振动的概念和应用，引导学生自主思考；5.设计计算机模拟软件，帮助学生更加深入地理解振动现象；6.复习和总结前面的内容，以确保学生正确理解和记忆振动的概念和应用。
在整个流程中，教师需要注重学生的参与和思考，引导他们提出问题和疑点，帮助他们正确地理解和应用振动的概念。
结论振动力学的教学设计应该是清晰明了的，以帮助学生正确理解和应用振动的基本概念。
振动力学课程设计
振动力学课程设计
前言
振动力学是力学的重要分支，研究结构物体在不断变化的外力作用下，发生弹性形变而发生的频率、振幅、相位等变化，通过对振动的数学模型分析，可以对结构物体的性能进行预测和改进。
在工程结构分析和设计中，振动力学是一个非常重要的知识领域，深入学习振动力学对工程师的实践能力提升具有重要作用。
基于此，我们设计了这门振动力学课程，旨在为学生提供一种系统学习振动力学的方法，培养学生的振动力学思维和实践技能，促进学生掌握振动力学理论和应用的知识和技能，实现工程应用的创新和提高。
课程目标
本课程的主要目标是使学生熟悉振动基本概念和理论的基础知识，掌握振动模型建立和振动响应计算方法，并培养其普遍的振动力学分析技能和实践经验，以及掌握工程实际应用。
通过学习振动力学这门课程，学生将获得以下的技能和成果：
1.掌握振动力学的基本概念和原理；
2.掌握振动模型建立和振动响应计算的方法；
3.学会运用机械振动模型求解工程实际问题；。
振动力学课程设计
振动力学课程设计x1 x2 x3年级：工程力学09级02班姓名：***学号：***********振动力学课程设计（大作业）的内容如下：1.在图示振动系统中，k k k k k k k k m m m m m m 3,,4,5,7,4,34321321=======建立系统的振动微分方程，要求写出详细的过程。
2.求系统的振动固有频率。
3.计算系统的振动模态，绘制主振型的示意图。
4.计算系统的主质量、主刚度和简正振型矩阵。
5.初始条件为：T 0T 0} 0.5 0, 0, { ,} 0.03 0, 0, {==x x ,位移单位为m,速度单位为m/s 。
求系统自由振动的响应。
6.在质量为m 1的物体上作用简谐力 sin )(t F t f ω=，求系统强迫振动的响应。
7.在质量为m 3的物体上作用非周期激励力 )()(t Fu t f =， )(t u 为单位阶跃函数，求系统强迫振动的响应。
8.在固定端和第1个物体之间安装一个阻尼系数为 1c 的阻尼器，在第1个和第2个物体之间安装一个阻尼系数为 2c 的阻尼器，在第2个和第3个物体之间安装一个阻尼系数为 c 3的阻尼器，在第3个物体和固定端之间安装一个阻尼系数为 c 4的阻尼器。
已知：c c c c c c c c 3 , 6 , ,2 4321====。
建立系统的有阻尼振动微分方程，计算系统的阻尼矩阵、模态阻尼矩阵。
9.用瑞利法估算系统的基频。
10.用传递矩阵法计算系统的固有频率。
解答过程如下：1.分别以两物体的平衡位置为坐标原点，取 x1 、x2和x3 为广义坐标，由牛顿第二定律得⎪⎩⎪⎨⎧---=---=--=3423333122233221112211)()()()(x k x x k xm x x k x x k x m x k x x k x m自由振动微分方程为⎪⎩⎪⎨⎧=++-=-++-=-++0)(0)(0)(34323333323212222212111x k k x k xm x k x k k x k x m x k x k k x m写成矩阵形式为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+--+--++⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡00000000003214333322221321321x x x k k k k k k k k k k x x xm m m上式即为系统的振动微分方程。
振动力学课程设计
振动力学课程设计课设题目: DZSF式直线振动筛的振动分析单位:理学院专业/班级:工程力学09- 1姓名:指导教师:1一、前言1、课题目的或意义通过对振动筛分析与设计，了解一些机械振动原理，是自己在实际运用中掌握所学的振动力学知识，进一步学习实际结构中对振动问题的分析、建模、计算方法，培养提高独立分析问题和运用所学知识及计算机解决实际问题的能力，同时锻炼自己运用Matlab和AutoCAD进行作图运算的能力。
2、课题背景:直线振动筛利用振动电机激振作为振动源，使物料在筛网上被抛起，同时向前作直线运动，物料从给料机均匀地进入筛分机的进料口，通过多层筛网产生数种规格的筛上物、筛下物、分别从各自的出口排出。
具有耗能低、产量高、结构简单、易维修、全封闭结构，无粉尘溢散，自动排料，更适合于流水线作业。
二、振动(力学)模型建立1、结构(系统)模型简介2此系统为直线振动筛。
该振动筛是由筛箱、筛框、筛网、振动电机、电机台座、减震弹簧、支架组成。
直线振动筛是采用惯性激振器来产生振动的，其振源有电动机带动激振器，激振器有两个轴，每个轴上有一个偏心重，而且以相反方向旋转，故又称双轴振动筛，由两齿轮啮合以保证同步当两个带偏心重的圆盘转动时，两个偏心重产生的离心力，在x轴的分量互相抵消，在y轴的分量相加，其结果在y轴方向产生一个往复的激振力，使筛箱在y轴方向上产生往复的直线轨迹振动。
当振源采用振动电机时，必须布置二台，其轴线与振动筛纵向轴线方向一致(不平行，具有一夹角)。
二台振动电机对称布置在筛箱的上方、下部和两侧均可以。
直线振动筛的筛面倾角通常在8?以下，筛面的振动角度一般为45?，筛面在激振器的作用下作直线往复运动。
颗粒在筛面的振动下产生抛射与回落，从而使物料在筛面的振动过程中不断向前运动。
物料的抛射与下落都对筛面有冲击，致使小于筛孔的颗粒被筛选分离。
筛子的筛分效率及生产能力(处理量)同筛面的倾角、筛面的振动角度、物料的抛射系数有关。
振动力学与工程应用教学设计
振动力学与工程应用教学设计引言振动力学是机械工程学科中一个重要的分支，应用广泛。
通过学习振动力学，能够深刻地理解结构物的振动特性及其对结构物的影响，从而合理地设计或改进结构物的振动性能。
因此，振动力学在机械、建筑、航空航天、汽车等领域具有重要的应用价值。
本文将通过详细设计一个振动力学与工程应用教学方案，旨在帮助学生更好地掌握振动力学相关知识。
教学目的本教学方案的主要目的是使学生：1.掌握基本的振动力学知识，包括单自由度系统、多自由度系统、强迫振动和阻尼振动等方面的内容。
2.理解并应用振动力学原理来设计或改进结构物的振动性能。
3.学会使用相关的工具和软件来分析和解决振动力学问题。
4.能够在实际工程中运用所学知识来优化结构物的振动性能。
教学内容1. 单自由度系统单自由度系统是振动力学中最基本的概念，它是解决振动力学问题的基础。
本教学将首先介绍单自由度系统的原理及其应用。
具体内容包括：•自由振动和强迫振动•简谐振动和非简谐振动•单自由度系统的阻尼•单自由度系统的振动分析方法2. 多自由度系统多自由度系统是振动力学中较为复杂的概念，它包括多个质点和弹性元件的系统，通常用于描述机械结构的振动。
本教学将介绍多自由度系统的原理及其应用。
具体内容包括：•多自由度系统的构建和建模•多自由度系统的本征频率和本征振型•多自由度系统的强迫振动和阻尼振动•多自由度系统的振动分析方法3. 工程应用案例振动力学在机械、建筑、航空航天、汽车等领域都有着广泛的应用。
本教学将通过一系列的工程案例来说明振动力学相关原理在实际工程中的应用。
具体内容包括：•机械结构的振动分析和优化•建筑结构的振动控制和减震•航空航天结构的振动测试与分析•汽车零部件的振动测试与分析4. 软件应用工程应用中经常需要用到一些振动分析和测试软件。
本教学将带领学生了解并掌握一些常用的振动分析和测试软件。
具体内容包括：•ANSYS动力学分析软件•MATLAB振动分析工具箱•不振仪和扭振仪的使用方法教学方法1.前期教学：教师讲授基本理论知识，介绍相关原理和应用。
振动力学与工程应用课程设计 (2)
振动力学与工程应用课程设计一、引言振动是自然界普遍存在的物理现象，具有许多重要的工程应用。
振动力学是研究物体在受到作用力时所产生的振动响应的学科。
工程应用中常常需要利用振动力学对系统进行设计、分析和调整。
因此，对于力学专业的学生来说，掌握一定的振动力学理论和工程应用技能是非常必要的。
为此，本文将介绍一次振动力学与工程应用的课程设计。
二、课程设计背景在振动力学与工程应用这门课程中，教师通过讲解内容、案例实践和小组讨论等方式，引导学生掌握振动力学基本概念、振动分析方法、振动控制技术和工程应用技能。
为了加深学生的理论应用能力和实践能力，设计了以下课程设计。
三、课程设计内容3.1 课程设计目的通过本课程设计，使学生掌握以下几个方面的内容：•了解振动的基本特性和原理；•掌握振动分析方法和工程应用技能；•能够使用ANSYS等软件进行振动分析；•能够对实际工程案例进行振动控制分析。
3.2 课程设计要求本次课程设计要求学生分为小组进行开展，每个小组需要完成一个小型振动工程案例。
具体要求如下：•确定小型振动工程案例，要求案例量级适中，包含振动分析和振动控制两个方面；•利用ANSYS等工具进行相关振动分析，包括模态分析、频率响应分析等；•根据分析结果设计适当的振动控制方案；•最后撰写课程设计报告。
3.3 课程设计步骤本次课程设计共分为以下几个步骤：步骤一：分组确定案例学生自行分组，每个小组确定一个小型振动工程案例。
案例选取应考虑到实际工程需求和难度适宜。
步骤二：案例分析和建模基于确定的小型振动工程案例，结合所学知识，应设计成全方位的振动分析模型，并通过ANSYS等工具进行分析。
步骤三：振动模态分析利用ANSYS进行振动模态分析，得到结构的自然频率和振型。
需要确定振动能量的主要传播路径，明确需要采取的控制手段。
步骤四：频率响应分析基于振动模态分析的结果和实际工作状况，利用ANSYS进行频率响应分析，并得到相应的传递函数和频率响应曲线。
振动力学与工程应用课程设计
振动力学与工程应用课程设计背景振动力学是研究物体在受到外力作用下的振动规律的学科，在工程中具有广泛的应用。
本课程设计旨在通过对振动力学理论的深入学习，让学生掌握振动信号分析、振动控制技术等方面的知识，从而应用于工程实践中。
教学目标1.理解振动现象及振动力学基本理论；2.掌握振动信号分析方法，包括时域分析、频域分析、小波分析等；3.掌握主动振动控制和被动振动控制技术；4.能够独立完成振动力学及其在工程中的应用问题解决。
教学内容本课程设计包括以下内容：第1章：基本概念和基本方程1.振动力学的定义、基本概念和基本方程；2.简谐振动和阻尼振动的模型及其解析求解；3.振幅、振动周期、频率等基本物理量的定义和计算方法。
第2章：振动信号分析1.时域分析方法，包括脉冲方法、窗函数方法、平均法等；2.频域分析方法，包括傅里叶变换、功率谱密度法等；3.小波分析及其在振动信号分析中的应用。
第3章：振动控制技术1.被动振动控制技术，包括质量阻尼器、弹性元件等；2.主动振动控制技术，包括力控制器、位移控制器等；3.智能振动控制技术及其应用。
第4章：振动工程应用1.振动测试方法及其应用场合；2.振动控制技术在建筑中的应用；3.振动控制技术在机械工程中的应用。
实践教学本课程设计中涉及到的实践教学项目包括：1.振动信号分析软件使用实践；2.机械系统振动实验；3.振动控制实验；4.振动测试实践。
作业与考核1.课堂作业：包括案例分析、习题、课堂报告等多项；2.实验报告：学生需提交振动实验报告及分析；3.课程设计论文：学生需要根据设计内容撰写一篇课程设计论文。
教材推荐1.《振动力学》（谢修全）；2.《振动力学》（张光武）；3.《振动信号分析》（赵习军）；4.《智能振动控制》（陈宇凯）。
参考文献1.谢修全：《振动力学》；2.张光武：《振动力学》；3.赵习军：《振动信号分析》；4.陈宇凯：《智能振动控制》。
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振动力学课程设计x1 x2 x3年级：工程力学09级02班姓名：***学号：***********振动力学课程设计（大作业）的内容如下：1.在图示振动系统中，k k k k k k k k m m m m m m 3,,4,5,7,4,34321321=======建立系统的振动微分方程，要求写出详细的过程。
2.求系统的振动固有频率。
3.计算系统的振动模态，绘制主振型的示意图。
4.计算系统的主质量、主刚度和简正振型矩阵。
5.初始条件为：T 0T 0} 0.5 0, 0, { ,} 0.03 0, 0, {==x x ,位移单位为m,速度单位为m/s 。
求系统自由振动的响应。
6.在质量为m 1的物体上作用简谐力 sin )(t F t f ω=，求系统强迫振动的响应。
7.在质量为m 3的物体上作用非周期激励力 )()(t Fu t f =， )(t u 为单位阶跃函数，求系统强迫振动的响应。
8.在固定端和第1个物体之间安装一个阻尼系数为 1c 的阻尼器，在第1个和第2个物体之间安装一个阻尼系数为 2c 的阻尼器，在第2个和第3个物体之间安装一个阻尼系数为 c 3的阻尼器，在第3个物体和固定端之间安装一个阻尼系数为 c 4的阻尼器。
已知：c c c c c c c c 3 , 6 , ,2 4321====。
建立系统的有阻尼振动微分方程，计算系统的阻尼矩阵、模态阻尼矩阵。
9.用瑞利法估算系统的基频。
10.用传递矩阵法计算系统的固有频率。
解答过程如下：1.分别以两物体的平衡位置为坐标原点，取 x1 、x2和x3 为广义坐标，由牛顿第二定律得⎪⎩⎪⎨⎧---=---=--=3423333122233221112211)()()()(x k x x k xm x x k x x k x m x k x x k x m自由振动微分方程为⎪⎩⎪⎨⎧=++-=-++-=-++0)(0)(0)(34323333323212222212111x k k x k xm x k x k k x k x m x k x k k x m写成矩阵形式为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+--+--++⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡00000000003214333322221321321x x x k k k k k k k k k k x x xm m m上式即为系统的振动微分方程。
2. 令3k3m4m7mk5kx1 x2 x34k⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=m m m 700040003M ⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=321x x x x⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=k kk k kkk4054049K ⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=321x x x x则振动微分方程可以写作0Kx x M =+令 0M K =-2ω即07404540439222=-------ωωωm k kk m k k k m k展开得系统的本征方程0107404405842422633=-+-ωωωk mk m k m用MATLAB 求解该方程得m k m k m k8911.18945.06672.0321===ωωω3.广义本征值方程为0φM K =-)(2)(i i ω )3,2,1(=i，解得，令）（16672.0131==φωm kT118839.04613.0）（）（=φ，解得，令）（18945.0232==φωm kT216009.1-9703.0-）（）（=φ，解得，令）（18911.1333==φωm kT310338.21-6668.48）（）（=φ模态矩阵为⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=11121.0338-1.6009-0.883948.66689703.0-4613.0φ主振型示意图如下图所示4.用MATLAB 求主质量和主刚度)1()1(1M φφT p M =[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=18839.04613.070004000318839.04613.0m m m m 7635.10=)1()1(1K φφT p K =0.4613 0.88391-0.9703-1.6009148.6668-21.03381[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡----=18839.04613.0405404918839.04613.0k kk k kk kk 7918.4=m M T p 0760.20)2()2(2==M φφk K T p 0627.16)2()2(2==K φφ m M T p 1.8882)3()3(3==M φφkK T p 31763)3()3(3==K φφ，的各元素除以令）（pi i M φmm m NN N 10106.02232.05164.0,12232.03573.02166.0,13048.02694.01406.0321⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=φφφ ()m N NNN 10106.02232.03048.02232.03573.02694.05164.02166.01406.0321⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---==φφφφ上式即为简正振型矩阵。
5.用MATLAB 求得模态矩阵的逆矩阵为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=-0008.00095.00164.03488.03189.01450.06504.03284.01286.01φ主质量和主刚度为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==1.88820000760.200007635.10M φφM T p ⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==317630000627.160007918.4K φφK Tp主坐标为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+-+--++==-3213213210008.00095.00164.03488.03189.01450.06504.03284.01286.0x x x x x x x x x p x φx 1得到用主坐标表示的动力学方程⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+=+=+05761.308001.004452.0321x m k x x m k x x mk x pp p将原坐标的初始条件化为主坐标的初始条件⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧==⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧==--0004.01744.03252.0)0(,0000.00105.00195.0)0(0101x φxx φx p p则主坐标表示的系统自由振动规律为1111sin 3252.0cos 0195.0ωωωtt x p += 2222sin 1744.0cos 0105.0ωωωtt x p +=333sin 0004.0ωωtx p =转换为实际坐标表示的系统自由振动规律为32116668.489703.04613.0p p p x x x x +-= 32120338.216009.18839.0p p p x x x x --=3213p p p x x x x ++=6.系统的动力学方程为t ωsin F Kx x M =+其中 ()TF00=F令TX X t )(,sin 21==X X x ω代入上述方程后得到F M )X (K =-2ω 计算与主坐标对应的激励力幅值，得到()TF FF6668.489703.04613.0-==F φF T p列出解耦的主坐标受迫振动方程 tB x x j j pj j pj ωωωsin 22=+ )3,2,1(=j其中,0963.0111k F k F B p p ==,0604.0222k F k F B p p -==kFk F B p p 0015.0333==解出t s B x j j pj ωsin 12⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=其中j j s ωω= )3,2,1(=j 转换为原坐标的受迫振动规律⎪⎭⎪⎬⎫++=--=+-=3213321232110338.216009.18839.06668.489703.04613.0p p p p p p p p p x x x x x x x x x x x x7.作用于系统上的激励力为()Tt Fu t )(00)(=F变换为主坐标的激励力为()Tt Fu t Fu t Fu t t )()()()()(==F φF T p列出主坐标动力学方程)(t p p p p p F x K xM =+写出各主坐标的响应函数tM t h j jpj pj ωωsin 1)(=)3,2,1(=j⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=313212111sin 000sin 000sin )(ωωωωωωp p p p M t M t M tt h脉冲响应矩阵为Tp )φ(φh h t t =)(⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++--+---++-++--+++=c b a c b a c b a c b a c b a c b a c b a c b a c b a 0338.216009.18839.06668.489703.04613.00338.216009.18839.04.4425629.27813.06.10235534.14077.06668.489703.04613.06.10235534.14077.05.23689415.02128.0其中⎪⎪⎭⎫⎝⎛===333222111sin ,sin ,sin ωωωωωωp P p M t c M t b M t a τττd t F h t x t)()()(0-=⎰ττd t Fu c b a c b a c b a t)(0338.216009.18839.06668.489703.04613.00-⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++--+-=⎰.1,0;0,=<<=>u t u t 时时而τττωτωωτωωτωFd M M M t x tp p p ⎰⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=∴03332221111sin 6668.48sin 9703.0sin 4613.0)( ()()()[]t t t k F321cos 10015.0cos 10604.0cos 10963.0ωωω-+---=同理可求得()()()[]t t t k Ft x 3212cos 10007.0cos 10997.0cos 11845.0)(ωωω-----=()()[]t t k Ft x 213cos 10623.0cos 12087.0)(ωω-+-= 8.分别以两物体的平衡位置为坐标原点，取 x1 、x2和x3 为广义坐标，由牛顿第二定律得)()(122111221111x x c x c x x k x k x m-+--+-= )()()()(23312223312222x x c x x c x x k x x k xm -+---+--= 342333423333)()(x c x x c x k x x k x m ------=则自由振动微分方程为⎪⎩⎪⎨⎧=++-++-=-++--++-=-++-++0)()(0)()(0)()(3432334323333323212332321222221212212111x k k x k x c c x c xm x k x k k x k x c x c c x c x m x k x k k x c x c c x m写成矩阵形式为40540499606703700040003321321321=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛----+⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛----+⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛x x x k kk k k kk x xx c c c c c c c x x x m m m上式即为有阻尼振动微分方程。