机械振动学
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课程评价
spContent=本课程由上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室的华宏星、李富才、黄修长、李鸿光、龙新华、郑辉、张志谊、何清波、严莉、张振果主讲。使用教材为吴天行、华宏星主编的《机械振动》(清华大学出版社)。课程涵盖了单自由度系统、多自由度系统和连续系统的振动建模、求解和分析,振动控制,振动测量等内容。
—— 课程团队
课程概述

机械振动学是机械工程等专业的一门重要专业基础课。

机械振动是系统在某一位置(通常是静平衡位置,简称平衡位置)附近所作的往复运动。机械振动无处不在,在航空发动机、直升机、高速铁路、高速高精度数控机床等高端装备,电子产品和汽车工业等于生活息息相关的产品中都存在振动问题。振动会带来好处和坏处。振动带来的后果通常是有害的:自然灾害如海啸、地震;振动降低机器和结构的使用寿命,甚至导致灾难性的破坏性事故,如颤振导致塔科马桥倒塌;测量仪器在振动环境中无法正常使用,如引力波探测器干涉仪LIGO需要利用“四级悬摆系统”隔振,以把地面震动对镜子的影响减小10个数量级;机床振动会降低工件的加工精度;机器和结构振动往往伴随着噪声,振动和噪声对环境造成影响,严重时可以损害人体健康。振动问题在高铁、发动机等产生的影响更为突出。还有一些有用的振动:弦振动;振动打桩机/提取器;动力吸振器;振动压路机、振动给料机、振动成型机等。

机械振动学主要讲授结构振动问题建模、分析的基本理论和方法,结构的动态特性以及在典型动载荷作用下的振动规律,包含将工程结构建模为单自由度、多自由度、连续弹性体的解析分析方法,以及工程结构振动的近似分析方法和数值分析方法等。通过讲授振动测量方法和典型机械振动实验,培养运用课程知识的能力及对振动现象、数据进行分析的能力,加深对机械振动基础知识的理解和掌握。

本课程重在培养对复杂工程对象建立动力学模型的能力,对机械系统进行与振动相关分析的能力及从事相关技术工作的能力,也为从事相关专业技术工作、科学研究工作及管理工作提供重要的理论基础。

本课程既注重基本原理、力学模型,也注重结合实际工程应用,学以致用,将学到的最基本的知识用于分析复杂的力学现象。本课程特意增加了振动控制原理、振动测量、振动问题的数值解法等与实践密切相关的内容,同时结合上海交通大学振动学课程完善的试验台架介绍了机械振动学中8个基础实验,有助于更加直观地认识和理解一些振动现象。

授课目标

1. 会建立多自由度系统和弹性体系统动力学方程。

2. 会对多自由度系统和弹性体系统的自由振动、受迫振动(简谐激励、周期激励和一般激励,基础位移和力激励)的进行求解。

3. 会对工程凝练的振动问题和振动现象进行分析。

3. 会运用振动基本公式、图表和软件(如Matlab)对工程问题的振动特性进行计算。

4. 掌握振动控制所利用的基本原则和主要途径。

课程大纲
预备知识

高等数学、理论力学、线性代数、材料力学

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

1. 季文美,机械振动学,科学出版社,1985

2. 赵玫,机械振动学,科学出版社,2005

3. L. Merovitch, Fundamentals of Vibrations, Mc Graw - Hill, 2001.

4. S.S.Rao, Mechanical Vibration, 5th Edition, Prentice Hall, 2010.

5. S.S.Rao(),李欣业,张明路(编译),机械振动(4),清华大学出版社,2009。

6. 华宏星,机械振动(2),清华大学出版社,2021。