《振动力学》实验教学大纲

《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。

《振动力学》课程教学大纲课程编号：20311103总学时数：48（实验6）总学分数：3课程性质：专业必修课适用专业：工程力学一、课程的任务和基本要求：《振动力学》课程是工程力学专业的一门主要课程，主要研究在确定性激励下分析系统的动力响应的基本理论和基本方法。

通过本课程的学习，使学生能够初步掌握建立振动问题力学模型的方法；掌握振动力学的基本概念、基本理论和基本分析计算方法，并能初步应用振动理论研究和解决工程中的各种振动问题。

结合本课程的学习，培养学生的分析能力、计算能力和分析解决工程实际问题的初步能力。

二、基本内容和要求：（一）概论振动的定义，振动具有两重性，研究目标（目的），振动问题的研究方法，振动分析的力学模型，振动的分类，振动研究的分析工具。

（二）谐振振动与谱分析谐振振动的表示方法，谐振振动的谱分析方法，非周期振动的谱分析方法。

（三）单自由度系统的自由振动单自由度线性系统的力学模型和基本概念，单自由度无阻尼系统的自由振动，固有频率的计算，等效质量与等效弹簧刚度，有阻尼系统的自由振动。

（四）单自由度系统的强迫振动简谐激励引起的强迫振动，简谐激励引起的强迫振动瞬态响应过程，偏心质量引起的强迫振动，支撑运动引起的强迫振动，振动的隔离，惯性式测振仪的基本原理，强近振动中的能量关系，阻尼理论，任意周期激励的响应，任意激励的响应。

（五）多自由度系统的振动多自由度系统的运动微分方程，坐标耦合与主坐标，固有频率与主振型，主坐标与正则坐标，固有频率相等和固有频率为零的情况，系统对初始条件的响应，动力减振原理与减振器，有阻尼系统的响应，一般阻尼系统的响应。

（六）多自由度系统振动的近似解法邓克利法，瑞利法，里茨法。

（七）弹性体的振动一维波动方程、弦横向振动的自由振动解、等直杆纵向振动的自由振动解、等直杆纵向振动的强迫振动解、梁的横向振动、梁的横向强迫振动。

三、实践环节和要求：实习一、简谐振动振幅与频率测量；实验目的：掌握激振器（及其功率放大器）、加速度传感器的安装和使用；了解激振器、加速度传感器的工作原理；掌握简谐振动振幅简单的测量方法。

振动力学教学设计
引言
振动力学是一门物理学科，研究物体在周期性外界作用下的运动规律和特性。

振动力学具有广泛的应用范围，包括机械工程、电子工程、航空航天等领域。

因此，在物理学教学中，振动力学是重要的一部分。

教学设计是教学活动的核心内容，对于振动力学教学来说，教学设计的合理性
与质量会对学生的学习效果产生重要影响。

本文将就如何设计振动力学教学进行探讨和总结。

背景
1.学生背景
本次教学的受众对象为大学本科三年级的物理专业学生。

学生曾经学习过大学
物理学的基础理论，包括运动学、动力学等内容。

2.教学目标
•掌握振动力学的基本概念和基本理论；
•能够分析振动运动的特性以及系统的稳定性；
•掌握基本的振动实验技能。

教学内容
第一部分：基本概念和基本理论
1.什么是振动？
2.振动的基本特性有哪些？
3.振动的产生和传播机制是什么？
4.如何描述振动运动？
1。

天津大学《工程振动与测试》课程教学大纲课程编号：课程名称：工程振动与测试学时：80 学分： 4.5学时分配：授课：62 上机：实验：18 实践：实践（周）：授课学院：机械工程学院适用专业：工程力学必修，土木类和机类专业选修先修课程：高等代数，线性代数，理论力学，材料力学一．课程的性质与目的工程振动与测试课程是工程力学的必修课，是学科专业基础课(也是土木类和机类专业的选修课)。

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理论方法和实验方法。

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。

通过学习掌握振动测试的原理和振动实验的方法，可通过实验技术验证理论计算结果，为解决现代科学技术和工程实际问题提供十分重要的手段。

二．教学基本要求《工程振动与测试》在教学内容上，主要介绍单自由度系统、多自由度系统和弹性体的自由振动、受迫振动和测试理论与技术，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科程相关的新的科技成果的新概念、新理论、新结构、新方法，根据本科程的特点、专业的教学要求，精选经典内容，提高起点。

四是新引进与本课程相关的新的科技成果的新概念、新方法，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，在教师的指导下，应用有关振动测试系统完成有关的基本实验内容，结合工程实例，能利用其基本原理按有关实验要求，组成振动测试系统，在实验中正确应用。

振动力学第三版课程设计一、前言振动力学是一门重要的工程学科，是研究振动现象、振动特性和振动控制等方面的学科。

本次课程设计旨在通过理论分析和计算实例，深入理解振动力学的基本理论和应用，全面提高学生的振动力学知识。

二、课程设计目的1.了解振动力学的基本概念及其基本理论；2.掌握振动系统的自由振动和强制振动的计算方法；3.熟悉振动系统的动力响应分析方法；4.掌握振动系统的非线性振动特性；5.掌握振动控制的基本方法；6.具备一定的综合应用能力。

三、课程设计内容1. 振动系统的自由振动和强制振动•振动系统的基本元件与模型•振动系统的自由振动•单自由度体系的阻尼简谐振动•单自由度体系的非阻尼简谐振动•振动系统的强制振动•简谐强迫振动的响应分析方法•非简谐强迫振动的响应分析方法2. 振动系统的动力响应分析方法•随机振动分析方法•有限元方法•能量法•非线性动力学分析方法3. 振动系统的非线性振动特性•不同非线性系统的基本行为•非线性振动分析方法•非线性动力学控制4. 振动控制的基本方法•振动控制的基本原理•主动控制与被动控制•最优控制与稳定性分析四、课程设计要求1.在掌握基本理论的前提下，学生需要独立完成两个以上的计算分析实例；2.要求对实例的分析过程进行详细记录，并说明所采取的计算方法和理论分析方法；3.提交实验报告，每个实例的报告应包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果分析和结论等部分；4.要求各组学生相互合作，共同讨论、探讨，不得抄袭或抄袭他人的报告。

五、课程设计参考资料1.高清愿、骆仲毅. 振动力学[M]. 机械工业出版社, 2014.2.邬建国、冯海燕. 振动力学[M]. 电子工业出版社, 2015.3.石晓宝. 振动理论与应用[M]. 东南大学出版社, 2013.4.张强. 振动控制技术[M]. 科学出版社, 2015.本次课程设计的参考资料仅供学生扩展和延伸知识使用，学生应在课程设计过程中根据实际需要选择参考资料。

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。

振动力学教学设计前言在大学物理学专业中，振动力学作为一门重要课程，是学生们必须要深入了解的领域。

在振动力学的学习中，教学设计尤为重要，因为它能够确保学生的学习成果并帮助他们理解振动的基本概念和应用。

本文旨在探讨振动力学教学设计，为教师提供一些有用的思路和方法。

教学设计课程内容振动力学教学的核心是振动的基本概念和应用，这些内容可以分为以下几个方面：1.振动的定义和分类2.简谐振动3.非简谐振动4.自由振动和强迫振动5.谐振和共振6.阻尼振动在振动力学教学中，这些内容必须按照适当的顺序进行演示和阐述，以确保学生正确理解振动的基本概念和应用。

教学方法振动力学教学的重点是提供学生深入了解振动的机会和激发他们的兴趣。

根据学生的学习效果及其理解能力，以下教学方法可供选择：1.教师讲解：教师可以在课堂上向学生深入解释振动的基本概念和应用，例如简谐振动和阻尼振动。

2.实验教学：教师可以在实验室中设计和实施各种振动实验，以便让学生亲身体验和理解实验结果及其原因。

3.计算机模拟：教师可以通过计算机模拟软件，让学生模拟和理解振动现象及其应用。

以上教学方法可相互融合，以确保学生获得最大化的学习成果。

此外，教师在教学中应该注重引导学生提出自己的问题，以帮助他们正确地学习和理解振动的概念。

教学流程振动力学的教学流程必须清晰明了，便于学生理解和记忆。

可以根据以下顺序安排振动力学教学：1.阐述振动的基本概念和分类；2.讲解简谐振动和阻尼振动等基本概念；3.进行振动实验教学，让学生亲身参与实验过程；4.讲解非简谐振动的概念和应用，引导学生自主思考；5.设计计算机模拟软件，帮助学生更加深入地理解振动现象；6.复习和总结前面的内容，以确保学生正确理解和记忆振动的概念和应用。

在整个流程中，教师需要注重学生的参与和思考，引导他们提出问题和疑点，帮助他们正确地理解和应用振动的概念。

结论振动力学的教学设计应该是清晰明了的，以帮助学生正确理解和应用振动的基本概念。

《振动测试技术》（含实验内容）教学大纲课程编码：08241021课程名称：振动测试技术英文名称：VIBRTION TEST TECHNOLOGY开课学期：7学时/学分：30/1.5（其中实验学时：8）课程类型：专业必修课开课专业：工程力学专业选用教材：《振动测试与应变电测基础》李德葆等编著，清华大学出版社，1987年。

主要参考书：1．《工程振动分析基础》胡宗武主编上海交大出版社2．《随即振动实验技术》戴诗亮著清华大学出版社3．《机电测试技术基础》王心伟编著湖南大学出版社执笔人：高丛峰一、课程性质、目的与任务振动测试技术是为使相应专业的学生了解掌握力学的一个重要部分—振动测试的基础理论、现代测量仪器及结果分析处理面而开设的一门专业必修课。

通过学习使学生初步具备运用振动测试技术的基础理论和基本方法对工程中振动问题进行试验设计和结果分析的能力。

二、教学基本要求1.通过课堂教学、实验及考试等教学环节，了解和掌握振动测试技术的基本理论和基本方法。

2.熟练掌握常见的位移、速度、加速度等传感器的原理、性能及使用方法。

3.熟练掌握简谐振动频率、相位差、固有频率、衰减系数、相对阻尼系数、质量、刚度等机械振动基本参量的常用测量方法。

4.熟练掌握振动试验设计的基本原则，能独立设计和完成工程中的振动测试任务。

5.了解振动测试技术的新理论，新方法及发展趋向。

三、各章节内容及学时分配1.振动测量的一般概念（2学时）：测试及在生产活动中的地位；测试内容、范围、方法及系统；试验设计的基本原则；振动系统的力学模型及参数。

2.传感器（4学时）：位移、速度、加速度传感器及其它类型的传感器；传感器的工作原理及使用方法；周期信号测量的波形畸变讨论。

3.机械振动基本参量的常用测量方法（7学时）：简谐振动频率的测量；同频谐振相位差的测量；固有频率的测量；衰减系数及相对阻尼系数的测量；质量或刚度的测量。

4.频响分析（7学时）频响分析的基本概念；系统机械阻抗；单度系统的四、实验：1.实验目的与任务《振动测试技术》课程是高等工科院校力学专业的专业课。

《振动试验》大纲模板课程类别：选修课程课程名称：振动试验开课单位： XXX学院课程编号： XXX总学时： 16 学分： 0.5适用专业：XXXXXX先修课程：信号与系统、测试传感技术、机械振动基础、虚拟仪器技术及应用。

一、课程在教学计划中地位和作用本课程是机械电子工程专业《机械振动基础》、《虚拟仪器技术及应用》课程的实验教学环节。

学生在掌握机械振动基础与虚拟仪器基本原理和概念的基础上，通过该实验课程学会使用 LabVIEW软件，借助其它硬件完成对虚拟仪器的设计和实验平台的搭建，实现对振动信号的采集、处理和分析，并培养学生的创新意识和综合实践能力。

二、课程目标1 .学会使用虚拟仪器的软件；（对应毕业生应具备知识能力中的 1 、2 、3 、4）2.学会设计虚拟仪器；（对应毕业生应具备知识能力中的 5 、11 、12）3.学会对虚拟振动的信号的模拟与仿真；（对应毕业生应具备知识能力中的 4 、5 、11 、12）4.能够搭建数据采集的软硬件系统，并能实现对振动信号的采集与处理。

（对应毕业生应具备知识能力中的 4 、5 、6 、11 、12）5.学会独立思考，并在交流和协作中寻求创新。

（对应毕业生应具备知识能力中的 8 、9 、10）三、课程内容及基本要求实验一（2 学时）名称：创建和编辑 VI 程序、建立和调用子 VI 程序；性质：验证性要求：熟悉程序的基本构成、编程环境、数据类型、局部变量和全局变量、程序流程控制，独立创建和编辑 VI 程序、建立和调用子 VI 程序。

实验二（2 学时）名称：数据采集性质：验证性要求： 1、完成信号调理器的选型；2、实现测量系统的连接、数据采集卡的选型及驱动。

实验三（2 学时）名称：数据采集编程性质：验证性要求：1、模拟信号的采集及输出，其中包括：用VI 实现单点的采集和输出、波形的采集和输出、连续采集和输出；2 、数字 I/O，其中包括：用 VI 实现读写数字线和数字端口。