振动力学与结构动力学第一章 (2).pptVIP

第1页，共38页，星期日，2025年，2月5日本课程由以下内容组成：第一章概论（4学时）知识要点：振动力学概论、建立动力学基本方程重点难点：建立线性系统动力学基本方程的基本方法教学方法：课堂讲授与引导讨论相结合第二章单自由度系统振动（8学时）知识要点：固有频率、阻尼、任意激励作用下系统动力响应的计算重点难点：重点为系统固有频率的计算、有阻尼系统的响应分析；难点为有阻尼系统的响应分析和任意激励作用下系统动力响应的计算。教学方法：课堂讲授与引导讨论相结合第2页，共38页，星期日，2025年，2月5日第三章多自由度系统振动（10学时）知识要点：固有频率、模态或主振型、模态或主振型叠加法、工程减阻知识及对阻尼的处理（第二章中初步认识）、结构动力方程的逐步积分法。重点难点：重点为固有频率、主振型的计算，模态或主振型叠加；难点在于主振型或模态的深刻理解，及模态或主振型叠加。教学方法：课堂讲授与引导讨论相结合第四章连续体系统振动（10学时）知识要点：杆的纵向振动、杆的扭转振动及梁的横向振动。第3页，共38页，星期日，2025年，2月5日重点难点：重点包括杆的纵向振动、杆的扭转振动及梁的横向振动。难点是分析连续系统振动的方法，包括解析方法和几种重要的近似方法如集中质量法，模态叠加法及有限单元法等。教学方法：课堂讲授与引导讨论相结合第五章振动系统的频率和振型的实用计算（8学时）知识要点：线性多自由度系统自由振动问题归结为刚度矩阵和质量矩阵的广义本征值问题。其数值计算的方法主要有瑞利法、幂法、里茨法、矩阵迭代法（子空间迭代法）及伽辽金法。第4页，共38页，星期日，2025年，2月5日重点难点：理解各种近似解法的思想及其具体实现步骤。教学方法：课堂讲授与引导讨论相结合第六章结构反应谱与地震荷载计算（8学时）知识要点：结构反应谱、单自由度和多自由度地震荷载计算公式、规范中地震荷载计算公式。重点难点：理解地震荷载计算公式原理及其在工程抗震中的具体应用。教学方法：课堂讲授与引导讨论相结合。第5页，共38页，星期日，2025年，2月5日第七章结构振动控制的基本概念（8学时）知识要点：结构被动控制、主动控制的基本概念。常用主动控制方法的原理。结构主动控制在机械、土木结构工程中应用简介。重点难点：理解各种控制方法的原理及其具体实现。教学方法：课堂讲授与引导讨论相结合。主要参考书：刘延柱.振动力学.北京：高等教育出版社,1998倪振华.振动力学.西安：西安交通大学出版社，1989张准、汪凤泉.振动分析.南京：东南大学出版社，1991陈予恕.非线性振动.天津：天津科技出版社，1983龙驭球等编著.《结构力学》下册.北京：高等教育出版社，1994第6页，共38页，星期日，2025年，2月5日第一章概论-从广义上讲，如果表征一种运动的物理量作时而增大时而减小的反复变化，就可以称这种运动为振动。-各种物理现象，诸如声、光、热等都包含振动如果变化的物理量是一些机械量或力学量，例如物体的位移、速度、加速度、应力及应变等，这种振动便称为机械振动。1-1动荷载及其分类第7页，共38页，星期日，2025年，2月5日一.动荷载的定义大小、方向和作用点随时间变化;在其作用下，体系上的惯性力与外荷比不可忽视的荷载。自重、缓慢变化的荷载，其惯性力与外荷比很小，分析时仍视作静荷载。静荷只与作用位置有关，而动荷是坐标和时间的函数。二.动荷载的分类动荷载确定不确定风荷载地震荷载其他无法确定变化规律的荷载周期非周期简谐荷载非简谐荷载冲击荷载突加荷载其他确定规律的动荷载（1）心脏的搏动、耳膜和声带的振动，（2）桥梁和建筑物在风和地震作用下的振动，（3）飞机和轮船航行中的振动，（4）机床和刀具在加工时的振动第8页，共38页，星期日，2025年，2月5日按激励的有无和性质，振动可以分为：固有振动自由振动强迫振动随机振动自激振动参数振动无激励时系统所有可能的运动集合（不是现实的振动，仅反映系统关于振动的固有属性）激励消失后系统所做的振动（现实的振动）系统在外部激励作用下所做的振动系统在非确定性的随机激励下所做的振动，例如行驶在公路上的汽车的振动激励以系统本身的参数随时间变化的形式出现的振动，例如秋千被越荡越高。秋千受到的激励以摆长随时间变化的形式出现，而摆长的变化由人体的下蹲及站立造成另一种分类系统在自身控制的激励作用下的振动自激振动：激励是受系统振动本身控制的，在适当的反馈作用下，系统将自动的激起定幅的振动。第9页，共38页，星期日，2025年，2月5日