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《机械动力学》课程教学大纲-西安交通大学机械学院.doc
《机》课程教学大纲
1.课程编号:MACH501901
2.课程体系/类别:专业类/专业选修课
3.学时/学分:32学时/2学分
4.先修课程:高等数学、大学物理、理论力学、材料力学、线性代数、机械设计基础机械控制基础5.适用专业:机械大类专业(包括机械工程、车辆工程、测控技术与仪器、能源与动力工程和工业工程)
二、课程目标及学生应达到的能力
《机械动力学选修课内容
本课程的主要任务是通过课堂教学环节培养学生分析与解决的能力使学生和掌握集中参数系统、刚性构件系统计算,的分析计算能力具备1.掌握机械动力学系统的研究范畴、系统与、的分析
课程目标2.掌握典型机械系统动力学分析计算
课程目标3.了解应用现代分析方法和先进分析软件进行机械系统的动力学建模、分析与仿真基本流程.在项目研究过程中培养和锻炼学生的研究能力、表达能力和团队合作精神在团队中发挥作用的能力。
毕业要求 毕业要求指标点 课程目标对毕业要求的支撑关系 1、工程知识 1.3能够识别复杂工程问题所涉及的学科知识和专业领域,并能够将工程基础和专业知识贯穿于机械零部件设计,单元产品开发,系统设计分析及制造工艺设计的全过程。 课程目标1 2、问题分析 课程目标2 5、使用现代工具 课程目标3 9、个人与团队 9.1 具有团队合作意识,能够在专业领域独立承担团队分配的开发任务。 课程目标4
三、课程教学内容与学时分配
序号 教学内容 教学要求 推荐学时 教学方式 对应的课程目标 1 1绪论
(1)机械动力学概述
(2)机械动力学研究内涵
(3)机械动力学研究方法
(4)机械振动基本概念
(5)振动的危害与利用 1.了解机械动力学的定义及其研究意义;
2.掌握机械动力学研究内容,包括动力学系统组成、三大类动力学正、逆问题以及离散与连续系统动力学模型,了解机械动力学研究领域;
3.掌握牛顿矢量力学体系以及以拉格朗日方程为代表的分析力学体系,了解有限元数值分析方法及软件;
4.掌握振动的定义与分类、简谐振动的表示方法及其基本性质;
5.了解振动的危害、振动机械(包括振动筛、振动压路机、混凝土振捣棒、超声电机等)的工作原理、振动加工(振动切削、振动拉丝、振动时效等)和振动诊断技术以及振动发电的原理。 4 讲授 1、3 2 2单自由度系统的振动
(1)无阻尼自由振动
(2)有阻尼自由振动
(3)简谐激励系统的响应
(4)简谐强迫振动理论的应用
(5)系统对周期激励的响应
(6)系统对任意激励的响应 1.熟悉无阻尼单自由度系统的自由振动,包括运动微分方程的建立、响应的求解、等效质量与等效刚度的基本概念以及系统固有频率的计算方法;
2.熟悉单自由度粘性阻尼系统的自由振动,包括运动微分方程的建立、三种阻尼情形(欠阻尼、临界阻尼以及过阻尼)下响应的求解以及系统有阻尼固有频率的计算方法;
3.熟悉简谐激励(广义力激励与支承运动激励)下单自由度系统的强迫振动,包括全响应的求解以及系统的幅频与相频特性(Bode图),掌握共振的概念及其危害、机械阻抗与机械导纳以及系统Nyquist图;
4.掌握惯性测振仪的基本原理、转子临界转速的概念以及隔振技术(隔振原理、隔振特性以及常用隔振器);
5.了解单自由度系统受到周期信号激励下系统的响应,包括基于谐波分析以及叠加原理的响应求解方法;
6.熟悉系统对任意激励的响应,掌握单位脉冲响应以及Duhamel积分,了解残余振动; 8 讲授 1、2 3 3多自由度系统的振动
(1)作用力方程
(2)耦合与坐标变换
(3)固有频率和主振型
(4)模态振型的正交性
(5)简谐激励下系统的响应
(6)动力减振技术 1. 熟悉三种(牛顿经典力学法、拉格朗日分析力学法以及影响系数法)建立多自由度系统运动微分方程的方法;
2. 掌握惯性耦合与弹性耦合的概念,以汽车垂向动力学分析为例熟悉耦合的形式取决于坐标的选取;
3. 掌握模态的基本概念,熟练进行多自由度系统固有频率以及主振型的求解;
4. 掌握多自由度系统模态振型(含主振型与正则振型)的正交性的推导过程,牢记振型正交性的表现形式、归一化的基本概念,熟悉模态质量、模态刚度、模态阻尼的概念以及三者与系统模态固有频率之间的关系;
5. 熟练运用振型叠加法进行单自由度无阻尼系统的实模态分析以及谐响应求解,了解一般阻尼系统复模态分析;
6. 掌握无阻尼动力减振技术的特点、原理以及减振特性; 8 讲授 1、2、4 4 4
(2)曲柄连杆机构动力学分析
(3)差动轮系动力学分析
(4)机器人动力学分析 1. 了解工程实际中广泛应用的典型刚性构件组成的机械系统的特点;
2. 熟悉曲柄连杆机构的工作原理,掌握运用拉格朗日方程法进行其动力学分析的过程;
3. 熟悉差动轮系的工作原理,掌握运用拉格朗日方程法进行其动力学分析的过程;
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