机械振动学课程教学大纲

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《机械振动学》教学大纲

《机械振动学》教学大纲一、一、课程性质和目标机械振动学是机械设计、制造及自动化专业的一门专业选修课，总学时32，学分3.2。

随着机器生产率的不断提高，导致了载荷的速度和加速度的增加，这就使得机械动力学的问题变得日益突出起来，机械动力学的一个重要组成部分机械振动同样也不会例外。

本课程就是为了适应生产实际的需要，为大学本科高年级学生开设的一门技术基础课。

本课程着重从工程实际的角度对机械振动的有关理论进行讨论，使学生在掌握基本理论的基础上，能够把工程中的实际机械抽象为力学模型，然后在正确的力学模型基础上运用已有的知识进行正确的力学分析，解决一些工程实际的问题，达到学与用的统一。

二、二、先选课程或知识理论力学、材料力学、高等数学、线性代数和相关的专业知识等。

三、三、教学内容基本要求绪论（1学时）第一章第一章单自由度系统的振动（10学时）振动系统的力学模型及自由度的概念；弹性元件的形式和刚度；振动微分方程的推导；无阻尼自由振动；固有频率的计算；粘性阻尼对自由振动的影响；无阻尼受迫振动；具有粘性阻尼的受迫振动；等效粘性阻尼的概念；单自由度系统振动的利用及振动分析；单自由度系统的减动；机械结构的动应力和动刚度的概念。

第二章第二章二自由度系统的振动（8学时）应用动静法建立方程式；应用拉格朗日方程建立方程式；振动方程的一般形式及其矩阵表示法；无阻尼二自由度系统的自由振动；无阻尼二自由度系统的受迫振动；具有粘性阻尼的二自由度系统的自由振动；具有粘性阻尼的二自由度系统的受迫振动；二自由度振动系统的利用及振动机械的振动分析；振动机械及测试机器的二次隔振；动力减振原理与动力减振器。

第三章第三章多自由度系统的自由振动（6学时）多自由度系统举例；刚度矩阵与刚度影响系数；柔度矩阵与柔度影响系数；惯性藕联和弹性藕联；固有频率与振型矩阵。

第四章第四章多自由度系统的受迫振动（3学时）无阻尼系统受迫振动的响应；多自由度系统的阻尼。

四、实践性环节基本要求25个自由度系统的计算机辅助振动分析4学时五、课程考核要求由主讲教师自定考核。

《机械振动学》课程教学大纲

《机械振动学》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：03130407课程名称：机械振动学课程英文名称:Theory of Vibration with Applications课程所属单位：机械工程系机械设计制造及其自动化教研室课程面向专业：机械设计制造及其自动化课程类型：必修课双语教学课先修课程：力学、线性代数、积分变换、机械原理学分：3总学时：48理论学时：40实验学时：8二、课程性质与目的本课程是机械设计制造及其自动化专业的一门重要学科基础课程，主要研究机械系统及工程实际中普遍存在的振动的机理、建模、分析和控制。

本课程重点阐述振动的基本理论与分析方法，并结合工程实际说明其应用前景。

通过对振动现象的本质上的理解和分析，到达高层次的抽象，能够掌握和运用假设干典型的方法对问题进行正确的求解。

旨在帮助学生掌握线性振动的基础理论、建模技能和分析计算方法，并培养其对工程与机械系统进行振动分析•、振动设计、振动综合等所需的基础理论、基本知识和基本技能，培养其解决工程中有关振动问题的能力。

三、课程教学内容与要求1.教学内容与要求教学内容：1)To treat harmonic vibration of one degree of freedom system, a more or less established area for vibration study, including geometry and kinematics of vibration, natural vibration about equilibrium and forced harmonic vibration.2)To treat energy method and stability, including Lagrangian method, because there is a trend to associate system stability with energy balances.3)To present non-harmonic vibration of the single d-o-f system and Laplace Transform.4)To introduce the computer aided vibration analysis (CAVA) and some special methods for CAVA.5)To briefly illustrate the natural vibration and the forced vibration of the lumped mass system.6)To briefly illustrate the stochastic vibration and Nonlinear vibration.教学要求：通过该课程学习，要求学生掌握工程(主要是机械工程)振动的基本领实和基本概念，能够通过对机械振动现象的认识和分析，获得对于振动的基本描述和表达，能够建立一般振动问题的动力学模型；通过对自由振动局部的学习，能够抽象出其振动模型、能够对模型进行解析•、能够对振动响应即解的性质进行合理的分析和解释；通过对受迫振动局部的学习，学生能够进行典型受迫振动问题的分析、建模与求解；对非简谐激励的单自由度系统，能够应用Laplace方法进行求解。

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。

机械动力学与振动学课程教学大纲

（中文）机械动力学与振动学（英文）Dynamics and Mechanical Vibrations 专业必修课本科三年级（Senior， Undergraduate）中、英文（Chinese and English）机械与动力工程学院（School of Mechanical Engineering）高等数学、线性代数、材料力学、静力学(Calculus, Materials Mechanics, Statics, and Linear Algebra）华宏星、饶柱石、郑辉、李鸿光、荆建平、彭志科、张志谊、李富才、雷敏、龙新华、张海滨、董兴建、董广明、陈锋等
多自由度系统的振动
10
课堂教学
作业
简单连续系统动力学方程与自由振动
6
课堂教学
ห้องสมุดไป่ตู้
作业
机械振动的控制
5
课堂教学
作业
能对多自由度系统的自由振动和强迫振动响应，从频域上理解动力吸振的概念及工程应用。对振动模态和振型等概念有个较清楚的认识并能够利用模态法对多自由度系统的响应进行求解。。能对简单连续系统建立运动方程，进一步理解振动模态和振型函数的概念能够对一个较简单机械系统的振动采用多种方法和途径实现振动控制，具备振动控制等相关技术工作的适应能力。
*教学内容、进度安排及要求 (Class Schedule & Requirements)
2 2
课堂教学课堂教学
3
课堂教学
作业
16
课堂教学
作业
能够求解单自由度系统的自由振动和强迫
振动响应，振动隔离和转子不平衡等问题。
转子不平衡引起的振动与隔离 2 实验实验报告掌握转子不平衡引起的振动特点及隔离方法

机械振动学(大纲)

2 2 2 2
5
2
14
2
6
2
15
瑞利能量法和邓克莱法
2
7
2
16
第2章和第3章(上)
2
8 9
2 2
17 18
复习考试
第3章(下)和第4章课程期末考试
2 2
Dr. Rong Guo
School of automotive studies, tongji university
Page 2
机械振动学
参考书
2 2 2 2
10 11 12 13
第3章多自由度系统的振动第3章多自由度系统的振动第3章多自由度系统的振动第3章多自由度系统的振动第4章多自由度系统固有特性近似计算第4章多自由度系统固有特性近似计算复习
无阻尼多自由度振系的响应计算有阻尼多自由振系的实模态分析动力吸振器试验模态分析（试验设备；试验设置；FRF测量设置验证；激励考虑；模态参数估计等）矩阵迭达法和子空间迭达法
机械振动学
课程计划
周数项目内容学时周数项目
Mechanical Vibration
内容学时
1 2 3 4
第1章概述第2章单自由度系统的振动第2章单自由度系统的振动第2章单自由度系统的振动第2章单自由度系统的振动第2章单自由度系统的振动第3章多自由度系统的振动第3章多自由度系统的振动第3章多自由度系统的振动
Dr. Rong Guo School of automotive studies, tongji university
Add: Automobile laboratory, tongji university, shanghai 201804, China · Tel: +86-21-69589251-1058 · Mail: guorong245@

机械振动教学大纲

《机械振动》教学大纲一、课程基本信息二、课程目的和任务《机械振动》是理论与应用力学等力学类本科专业必修的专业课程，同时也是机械、土建等工程学科本科和研究生培养的一门专业基础课程。

《机械振动》是一门系统地研究自然界和工程技术领域中振动现象的产生机理、运动规律、描述和控制方法的科学。

本课程教学应立足于加强学生的振动力学基础理论素养和相关基本技能培养，并着眼于拓宽学生的相关工程背景，提高科学建模能力，为今后学生能够创造性的从事相关理论研究或工程技术实践奠定必要的基础。

三、本课程与其它课程的关系本课程学习所需的主要选修课程为微分方程、矩阵理论、概率与统计、理论力学、材料力学等一系列数学、力学基础课程。

本课程教学应紧密结合相关的实验力学教学共同完成。

通过本课程的学习，为学生完成相关毕业设计课题奠定必备的基础。

四、教学内容、重点、教学进度、学时分配第一章绪论（2学时）1、主要内容机械振动的概念、振动理论研究体系、振动系统分类、简谐振动以及振动发展历史概述（选）2、本章重点机械振动的概念，振动理论研究体系，简谐振动3、本章难点振动系统分类4、教学要求从工程实践方面介绍广泛存在的振动现象，概括其特点和共同性，由此给出机械振动的科学概念。

指出振动理论的研究体系，分类的方法及振动力学的发展历史与现状，特别是指出振动力学在工程中的应用前景和应用价值；介绍相关参考书，提示学生在今后的学习中，从全书观点逐步理解分类的系统性。

第二章单自由度系统的自由振动（10学时）1、主要内容单自由度系统的无阻尼自由振动、等效质量与等效刚度、等效黏性阻尼和有阻尼自由振动。

2、本章重点建立振动微分方程、固有频率和振型、阻尼比、幅频和相频曲线与共振。

3、本章难点建立微分方程、固有频率、振幅减缩率和阻尼比。

4、教学要求介绍单自由度振动系统的工程实际背景，给出描述这一自然现象的力学模型，通过牛顿法和拉氏法建立数学模型及其简化理由和适用条件。

给出固有频率、阻尼特性及它们在自由振动中的物理意义，着重讲解幅频特性、相频特性曲线的物理意义及其在工程设计、控制中的重要作用。

大学物理_机械振动_教案

一、教学目标1. 知识目标：（1）理解机械振动的概念，掌握振动的分类和特点。

（2）掌握简谐振动的基本概念、特征量及其相互关系。

（3）掌握谐振动的能量、运动学特征和动力学特征。

（4）了解振动合成、频谱分析、阻尼振动和受迫振动等概念。

2. 能力目标：（1）能运用简谐振动的基本理论解决实际问题。

（2）能分析振动系统的稳定性，掌握振动控制方法。

3. 情感目标：（1）激发学生对物理学的兴趣，培养学生严谨的科学态度。

（2）培养学生团队合作精神，提高学生的综合素质。

二、教学内容1. 机械振动的概念及分类2. 简谐振动的基本概念、特征量及其相互关系3. 简谐振动的能量、运动学特征和动力学特征4. 振动合成5. 频谱分析6. 阻尼振动和受迫振动三、教学过程第一课时1. 导入新课通过生活中的实例，如钟摆、弹簧振子等，引入机械振动的概念。

2. 讲解机械振动的分类及特点（1）机械振动的分类：自由振动、受迫振动、阻尼振动。

（2）自由振动的特点：周期性、等幅性、能量守恒。

3. 讲解简谐振动的基本概念、特征量及其相互关系（1）简谐振动的定义：物体在平衡位置附近作等幅、周期性、有规律的往复运动。

（2）简谐振动的特征量：振幅、周期、频率、相位。

（3）特征量之间的关系：T = 2π/ω，f = 1/T。

4. 讲解简谐振动的能量、运动学特征和动力学特征（1）能量：动能和势能。

（2）运动学特征：速度、加速度。

（3）动力学特征：弹性力、恢复力。

第二课时1. 讲解振动合成（1）同方向同频率谐振动的合成：叠加原理。

（2）同方向不同频率谐振动的合成：矢量合成。

（3）相互垂直的两个振动的合成：平行四边形法则。

2. 讲解频谱分析（1）频谱的定义：将信号分解为不同频率的成分。

（2）频谱分析的方法：傅里叶变换。

3. 讲解阻尼振动和受迫振动（1）阻尼振动：系统受到阻力作用，能量逐渐耗散。

（2）受迫振动：系统受到外部周期性力的作用，产生振动。

第三课时1. 课堂小结回顾本节课所学内容，强调重点和难点。

20机械振动教学大纲10版要点

《机械振动》课程教学大纲课程代码：010131078课程英文名称：Mechanical Vibration课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0适用专业：机械设计制造及其自动化专业机械设计方向大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标机械振动是机械设计制造及其自动化专业机械设计方向的专业基础课，通过本课程的学习，使学生掌握机械振动的基本原理、基本方法及机械振动在工程领域的应用。

同时，通过一些工程实例的研究，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求1．要求掌握机械振动的基本理论知识和分析方法。

2．具有建立典型机械结构的力学模型的能力，并能够确定其边界条件和初始条件。

3．掌握用解决工程实际问题机械振动的能力。

（三）实施说明1．本课程主要内容：对于单自由度系统，主要研究各种类型振动的特性和响应求解及其参数的确定，并通过一些例子说明振动的应用。

多自由度系统是机械振动的重点，必须给予充分的重视，对于影响系数法，着重于应用其定义建立系统的运动方程。

通过实例讲清计算固有频率的数值方法。

振型正交性要给出完整的证明，要振型叠加法的解题步骤，并通过例子加以说明。

在教学过程中注意理论与工程实际的相结合，在讲清基本理论的基础上突出工程实际问题应用。

2．教学方法和教学手段：积极开展多媒体教学和实际工程案例教学，充分利用幻灯、投影仪、音像、CAI等现代化教学手段，将该领域的一些科研成果作为案例，在课堂上为学生演示。

以提高课堂效率和教学效果，激发学生的学习兴趣。

3.课外作业，布置一定课外作业，让学生巩固、加深对课堂所学内容的理解，掌握机械振动方法。

4．对学生的要求：基于学业规范的要求（道德行为规范、作业规范、实验规范等）,学生应遵守《沈阳理工大学学生手册（本科生）》中的有关条例，上课时认真听讲，下课有一定时间复习，独立完成作业，做到不迟到、不早退。

机械振动基础实践教学大纲

机械振动基础实践教学大纲机械振动是机械工程中的重要学科，涉及到机械系统中的振动现象和振动控制方法。

在机械振动的基础实践教学中，学生需要通过理论学习和实验操作来掌握相关知识和技能。

本文将从实践教学的目标、内容和方法等方面进行探讨。

一、实践教学的目标机械振动基础实践教学的目标是培养学生对机械振动现象的认识和理解，掌握振动分析和控制的基本方法，提高解决实际问题的能力。

通过实践教学，学生可以深入了解振动现象的特点和机理，掌握振动分析的基本原理和方法，培养工程实践能力和创新思维。

二、实践教学的内容1. 实验仪器和设备的介绍：学生需要了解常用的振动测量仪器和设备，包括加速度传感器、振动传感器、振动分析仪等。

通过实际操作，学生可以熟悉仪器的使用方法和注意事项。

2. 振动信号的采集与处理：学生需要学习振动信号的采集和处理方法，包括信号滤波、采样频率选择、数据处理等。

通过实际操作，学生可以掌握信号采集和处理的基本技巧。

3. 振动测量与分析：学生需要学习振动测量的基本原理和方法，包括单点测量和多点测量等。

通过实际操作，学生可以了解振动信号的特点和分析方法，掌握振动信号的频谱分析和时域分析等技术。

4. 振动控制与优化：学生需要学习振动控制的基本原理和方法，包括主动控制和被动控制等。

通过实际操作，学生可以了解振动控制的策略和技术，掌握振动控制系统的设计和优化方法。

三、实践教学的方法1. 实验操作：通过实验操作，学生可以亲自操作仪器和设备，采集和处理振动信号，进行振动测量和分析。

实验操作可以帮助学生理解振动现象和分析方法，培养实践能力和解决问题的能力。

2. 实际案例分析：通过实际案例的分析，学生可以了解振动问题的实际应用和解决方法。

实际案例可以帮助学生将理论知识应用到实际问题中，提高解决问题的能力和创新思维。

3. 小组讨论和报告：学生可以分成小组，进行讨论和研究，针对具体问题进行分析和解决。

每个小组可以撰写报告，汇总研究成果和心得体会。

机械振动课程教大纲(机械工程院)王凤兰

机械振动课程教学大纲课程代码：11111281 学时：32 学分：2适用专业：机械设计制造及其自动化一、课程性质和任务1.课程的性质本课程是机械工程学院机械设计制造及其自动化专业的选修课程。

2.课程的任务及目的本课程通过对机械振动的基本知识、基本原理的学习，使学生掌握机械振动的基本规律；通过对各种类型的单自由度、两个自由度及多自由度的系统振动（自由振动、阻尼振动、强迫振动）原理的学习，使学生对各种类型的振动规律有清晰的理解，会计算相关的物理量；懂得如何利用振动现象，以及消振和隔振的原理与方法，从而有效地消除或隔离振动，同时尽量地利用机械振动积极的一面；为学生在今后研究工作中涉及振动问题打下理论基础。

二、课程教学内容的基本要求、重点和难点及学时分配1．绪论（1）了解机械振动的基本概念和分类，了解振动系统的简化及其力学模型；振动理论在工程实际中的应用；（2）掌握简谐振动及其表示法；（3）熟练掌握各种弹性元件的刚度特性及刚度计算。

重点：各种弹性元件的刚度特性及刚度计算。

难点：各种弹性元件的刚度特性及刚度计算。

2．单自由度系统的振动（1）了解单自由度系统有阻尼的自由振动；减幅系数；阻尼对自由振动的影响；单自由度系统有阻尼的强迫振动；单自由度振动理论在工程实际中的应用；（2）掌握单自由度系统的自由振动的求解；用能量法计算单自由度系统的固有频率；单自由度系统无阻尼的强迫振动；隔振原理及其应用；（3）熟练掌握固有频率的计算；等效质量、等效刚度和等效阻尼的计算。

重点：固有频率的计算；等效质量、等效刚度和等效阻尼的计算。

难点：固有频率的计算；等效质量、等效刚度和等效阻尼的计算。

3．两个自由度系统的振动（1）了解广义坐标和主坐标的概念；有阻尼的自由振动和受迫振动；二自由度振动系统在工程实际中的应用实例；（2）掌握系统振动微分方程的建立及求解；无阻尼的强迫振动；无阻尼吸振器；（3）熟练掌握位移方程和柔度系数的计算。

重点：系统振动微分方程的建立及求解；位移方程和柔度系数的计算。

振动力学A教学大纲

*《振动力学A》教学大纲课程编码：08141006课程名称：振动力学A英文名称：VIBRATION MECHANICS开课学期：第五学期学时/学分：60/3 （其中实验学时：0）课程类型：学科基础必修课开课专业：工程力学选用教材：机械振动力学《机械振动力学》张义民编著.部吉林科学技术出版社， 2000。

主要参考书：1.郑兆昌主编：机械振动（上册）。

北京科学出版社， 1980，1986。

2.闻邦椿、刘树英、张纯宇编著：机械振动学。

北京冶金工业出版社。

执笔人：王丽娅一、课程性质、目的与任务振动力学作为力学专业的基础必修课，一方面，必须要求学生对基本概念和原理理解得十分准确和透彻，同时，要求掌握其振动所具有的动力特征、内在的动力机制和物理参数所代表的实际工程中的物理意义。

另一方面，要求培养学生能应用振动力学的基本理论和基本方法去分析和解决在工程中所常见的振动问题。

二、教学基本要求1.了解描述振动力学中的基本术语，振动系统模型分类，研究振动的主要技术路线，振动要解决的问题。

2.要了解单自由度线性系统的自由振动的动力响应、振动特征和各个振动元件的内在联系和动力机制。

同时也要掌握系统“固有频率”概念和其了解物理意义及其掌握计算系统固有频率的方法；要了解阻尼和无阻尼系统的动力特征差别，阻尼效应，临界阻尼概念。

以及如何利用其自由振动响应估算系统的阻尼系数和了解能量守恒定律和牛顿定律之间的内在联系。

3.要了解单自由度线性系统的强迫振动的动力响应、振动特征。

同时也要了解系统“放大因子”概念。

了解响应、系统固有特征及其不同激励力（谐波激励，脉冲激励，阶跃激励，一般激励）之间的内在联系和“共振”现象的动力机制。

了解系统固有频率和阻尼在系统共振响应中所扮演的角色。

另一方面，要掌握计算系统强迫激励响应的几种经典方法（傅里叶级数法、卷积积分法和傅里叶级积分法）；4.同时，也要求学生要能应用单自由度系统振动理论去解决实际工程中所遇到的相应问题：包括：1）如何把实际工程结构抽象为理想的振动力学模型；2）根据力学模型和其物理定律建立运动微分方程；3）计算系统响应；4）分析系统响应所具有的动力特征和与激励之间的内在联系。

《机械动力学与振动》课程教学大纲

《机械动力学与振动》课程教学大纲课程名称：机械动力学与振动课程代码：EM357学分/学时：3学分/51学时开课学期：春季学期适用专业：机械工程、热能与动力工程、核工程、航空宇航科学、建筑环境与设备及相关专业先修课程：高等数学、理论力学、线性代数后续课程：开课单位：机械与动力工程学院一、课程性质和教学目标（需明确各教学环节对人才培养目标的贡献，专业人才培养目标中的知识、能力和素质见附表）课程性质：机械动力学与振动是机械工程、热能动力工程、核科学与工程、航空航天工程等专业的一门重要专业基础课，是机械、能源动力类专业必修主干课。

教学目标：机械动力学与振动是研究机械系统的运动、振动和受力之间的关系的科学，通过本课程的学习，掌握与机械动力学和振动有关的基本理论和分析方法，具备对复杂机械系统建立动力学模型的能力，进行动力学与振动相关分析的能力及从事相关科学研究工作和相关专业技术工作的能力，也为相关工程管理工作提供重要的理论基础。

（A4.1, A5.1, A5.2, A5.3，B2，B4，C2）通过本课程教学，不仅使学生在机械动力学和振动特别是机械系统在外力作用下的响应及应用方面树立正确的概念，同时培养学生科学抽象、逻辑思维能力，进一步强化实践是检验理论的唯一标准的认识观。

具体来说，1、能够利用牛顿/欧拉方程和拉格朗日方程建立弹性体系统进行动力学方程；[A3, A4.1, A4.2,A5.1]2、能够对振动系统的自由振动和受迫振动进行求解，了解提高抗振性能所利用的基本原则和主要途径[A5.1, A5.4]3、能够运用常用的振动基本公式、图表和计算软件（如matlab）等进行一般振动特性分析和计算。

[A5.2，A5.1, A5.4]4、具备对工程中的传动机构动力学，机器人动力学、惯性力系的平衡、振动传递、隔振、动力吸振及旋转不平衡等问题进行建模和分析的能力[A5.1,A5.3, A5.4, B2, B4]5、掌握模态法对多自由度系统的求解及特征根和特征向量的物理意义[A5.1]6、强化理论来源于实践，实践是检验理论的唯一标准的认识观。

大学物理学-机械振动教案

第五章机械振动前言1. 振动是一种重要的运动形式2. 振动有各种不同的形式——机械振动:位移 x 随t 变化；电磁振动；微观振动广义振动:任一物理量(如位移、电流等)在某一数值附近反复变化。

3. 振动分类§5.1 简谐振动的动力学特征一、弹簧振子的振动二、谐振动方程 f = - k x x mk m f a -==令 2ω=m k 则有x dtxd a 222ω-== 即 0x dtx d 22=+2ω 其解为()()0t Acos t x ϕω+=振动受迫自由阻尼无阻尼自由非谐自由谐动mo x X 0 = 0 A x m o X 0 = Ax m o -A X 0 = -Aωt+ϕ解：选平板位于正最大位移处t=0(00=ϕ)，由πππω4212T2===则 t Acos4x π= t Acos4-16a 2ππ= （1）对物体 ma N -mg = t mAcos416mg ma -mg N2ππ+==物体对平板压力 t m Acos416--m g -N F 2ππ== （SI ）t cos41.28--19.62ππ=（N ）负号表示向上（2） N=0 时，物体离开平板。

即0t m Acos416m g 2=+ππ时，由（1）知当 -1t cos4=π时，N 最小，（即当 x = -A 时）∴ 6.2116gm 16mg A 22≈==ππ（cm ）六单摆如图所示，m 受合外力沿轨道切线方向分力θsin mg f t -=,负号表示力的方向与θ角的方向相反。

当 5<θ时θθmg mg f t -≈-=sin 有θθβmg dtd ml ml ma t -===22 即 022=θ+θlgdt d 令 l g =ω20222=θω+θdtd 所以，在角位移很小（ 5<θ）情况下，单摆的振动才是近似的简谐振动。

l g =ω ，gl T π=2 ，lgπ=ν21 。

大学机械振动学教案

课程名称：机械振动学授课对象：机械工程专业本科生授课学时：16学时教学目标：1. 理解机械振动的概念、分类及其基本特性；2. 掌握单自由度、两自由度和多自由度系统的振动分析；3. 了解机械振动在工程中的应用及其危害；4. 能够运用振动学原理解决实际振动问题。

教学内容：一、绪论1. 机械振动的定义及分类2. 机械振动的基本特性3. 机械振动学的研究内容二、单自由度系统的振动1. 简谐振动及其表示2. 单自由度系统的自由振动3. 单自由度系统的受迫振动4. 系统的响应分析三、两自由度系统的振动1. 两自由度系统的自由振动2. 两自由度系统的受迫振动3. 系统的响应分析四、多自由度系统的振动1. 多自由度系统的自由振动2. 多自由度系统的受迫振动3. 系统的响应分析五、弹性体的振动1. 弹性体的自由振动2. 弹性体的受迫振动3. 系统的响应分析六、机械振动在工程中的应用1. 机械振动在机械设计中的应用2. 机械振动在结构工程中的应用3. 机械振动在噪声控制中的应用七、机械振动的危害及控制1. 机械振动的危害2. 机械振动的控制方法3. 振动监测与故障诊断教学方法和手段：1. 讲授法：结合实例，深入浅出地讲解机械振动学的基本概念、原理和方法；2. 讨论法：组织学生讨论机械振动在工程中的应用及其危害，培养学生的分析和解决问题的能力；3. 案例分析法：选取典型工程案例，引导学生分析振动问题，提高学生的实际应用能力；4. 多媒体教学：利用PPT、视频等媒体，形象生动地展示振动现象和振动分析方法。

教学进度安排：第1-2学时：绪论第3-4学时：单自由度系统的振动第5-6学时：两自由度系统的振动第7-8学时：多自由度系统的振动第9-10学时：弹性体的振动第11-12学时：机械振动在工程中的应用第13-14学时：机械振动的危害及控制第15-16学时：总结与复习考核方式：1. 平时成绩：占30%，包括课堂表现、作业完成情况等；2. 期中考试：占30%，测试学生对机械振动学基本概念、原理和方法的掌握程度；3. 期末考试：占40%，测试学生对振动学知识的综合运用能力。

机械振动学课程教学大纲

《机械振动学》课程教学大纲授课专业：学时数：36 学分数：2一、课程的性质和目的随着生产技术的不断发展，现代工业对产品精度、工程质量、可靠性以及噪声的要求不断提高，在设计产品时必须进行振动学分析。

机械振动学是基础理论课过渡到设计课程的技术基础课，通过机械振动学的学习，培养学生具有机械振动学的基本概念，了解振动对机械工作精度、疲劳寿命、动态品质的影响，掌握必要的机械振动学基础知识，具备比较熟练的机械振动的计算和分析能力。

二、课程教学内容第一章导论（4学时）要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：1.机械振动的基本概念和分类；2.机械振动的一般分析过程；3.简谐振动及其表示方法；4.简谐振动的合成；5.谐波分析。

要求一般理解与掌握的内容有：简谐振动的复数表示法。

难点：机械振动的基本概念和一般分析过程。

第二章单自由度系统振动（12学时）要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：1.无阻尼单自由度系统自由振动的建模、计算及分析；2.固有频率和组合弹簧的等效刚度系数；3.有阻尼单自由度系统自由振动的建模及分析；4.单自由度系统简谐受迫振动的建模及分析；5.机械系统振动的能量关系。

要求一般理解与掌握的内容有：1.系统等效质量和弹性元件的等效刚度的计算；2.有阻尼单自由度系统自由振动的计算；3.单自由度系统简谐受迫振动的计算；4.非简谐激振产生的受迫振动。

难点：自由振动和受迫振动的计算及分析；系统的等效质量和弹性元件的等效刚度的计算。

第三章两自由度系统振动（8学时）要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：1.两自由度系统振动微分方程；2.两自由度系统自由振动的分析；3.两自由度系统受迫振动的分析；4.坐标耦合、坐标变换及主坐标。

要求一般理解与掌握的内容有：两自由度系统受迫振动的计算。

难点：频率方程、振型、模态向量、坐标耦合、坐标变换及主坐标等基本概念。

第四章多自由度系统振动（12学时）要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：1.质量系数、刚度系数、阻尼系数及其矩阵表达式；2.建立多自由度系统振动微分方程的方法。