《振动理论及工程应用》课程是必修课(学科基础课),是机械、土木、化机等专业的选修课。通过该课程的学习使学生掌握振动力学的基本原理和解决问题的方法。振动问题是近代物理学和科学技术许多领域中的重要课题。随着生产技术的发展动力结构有向大型化、高速化、复杂化、和轻量化发展的趋势。由此而带来的振动问题更为突出。振动在当今不仅是作为基础科学的力学的一个重要分支,而且正走上向工程科学发展的道路,它在航空、航天、机械、船舶、车辆、建筑和水利等工业技术部门中占有愈来愈重要的地位。因此,掌握振动学的基本概念、原理、分析方法,解决现代科学技术和工程实际问题中的振动和动态问题是十分重要的
《振动理论及工程应用》在教学内容上,主要介绍单自由度系统、多自由度系统振动、振动的数值计算方法、弹性体振动和振动控制等内容,着重讨论它们的基本理论、分析方法及其在工程中应用。一是确定了基础要求的教学重点,加强基本概念、基本理论 和基本分析方法;二是适度基本功训练,引导学习者掌握分析问题的方法和思路,增强逻辑思维能力和解决问题的能力,为其将来自学、深造、拓宽知识打下坚实的基础;三是大胆地推陈出新引进与本课程相关的新的科技成果的新概念、新理论、新结构、新方法,根据本课程的特点、专业的教学要求,精选经典内容,提高起点,结合工程实际,反映现代分析方法和数值计算技术的发展等等。
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第一章 振动基本概念
1.1 引言
1.2 振动问题的分类
1.3 课程的主要内容和关系
第一章 测验
第二章 单自由度系统振动
2.1 无阻尼振动系统的自由振动
2.2 求等效质量、等效刚度和固有频率的方法
2.3 有阻尼系统的衰减振动
2.4 简谐激励作用下的受迫振动
2.5 简谐激励或周期激励作用下的受迫振动-案例
2.6 任意激励作用下的受迫振动
第二章 测验
第三章 两自由度系统振动
3.1 两自由度系统的振动-主观解法
3.2 两自由度系统的振动-规范解法
第三章 测验
第四章 多自由度系统振动
4.1 多自由度系统的振动微分方程的建立-刚度影响系数法
4.2 多自由度系统的振动微分方程的建立-柔度影响系数法
4.3 固有频率和主振型
4.4 固有频率和主振型—案例1
4.5 固有频率和主振型—案例2
4.6 主振型矩阵与正则振型矩阵
4.7 主坐标和正则坐标
4.8 无阻尼系统对初始条件的响应
4.9 无阻尼系统对初始条件的响应—案例
4.10 无阻尼振动系统对激励的响应
4.11 有阻尼振动系统对激励的响应
4.12 多自由度系统的主要解题思路
第四章 测验
第五章 数值计算方法
5.1 瑞利能量法
5.2 李兹法
5.3 邓克莱法
5.4 矩阵迭代法
5.5 子空间迭代法
5.6 传递矩阵法
第五章 测验
第六章 弹性体一维振动
6.1 杆的纵向振动微分方程
6.2 杆纵向振动的固有频率和主振型
6.3 杆纵向振动的固有频率和主振型—例题
6.4 杆纵向振动的主振型的正交性
6.5 杆对初始条件的响应
6.6 杆对任意激励的响应
6.7 梁的横向振动微分方程
6.8 梁横向振动的固有频率和主振型
6.9 梁的横向受迫振动
第六章 测验
第七章 振动分析的有限元法
7.1 弹性体模型的简化—集中质量法
7.2 单元体的运动方程
7.3 单元体的参数
7.4 坐标转换及系统的而响应
7.5 有限元法—案例
7.6 有限元大型程序的应用—案例
第七章 测验
第八章 减振技术
8.1 减振的基本概念
8.2 振动的被动控制技术—改变激振力幅值
8.3 振动的被动控制技术—改变频率
8.4 振动的被动控制技术—改变阻尼
8.5 无阻尼动力减振器
8.6 有阻尼动力减振器
8.7 课程内容总结
第八章 测验
高等数学
理论力学
材料力学
线性代数
(1)刘习军、贾启芬、张素侠主编,《振动理论及工程应用》,第2版,机械工业出版社,2017年。
(2)刘习军、张素侠主编,《振动理论及工程应用辅导与习题解答》,机械工业出版社,2016年。
(3)刘习军、张素侠主编,《工程振动测试技术》,第1版,机械工业出版社,2016年。
(4)刘习军、贾启芬主编,《工程振动理论与测试技术》,高等教育出版社,2004年。
(5)刘习军、贾启芬、张文德主编,《工程振动与测试技术》,天津大学出版社,1999年。
(6)刘延柱、陈文良、陈立群,《振动力学》,高等教育出版社,1998.
(7)刘正式,高荣慧,陈恩伟,《机械动力学基础》,高等教育出版社,2011