機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)謝濤辦公室：科技園2F樓423室手機(jī)ietao@學(xué)時(shí)：28+4學(xué)分：2課程目的和基本要求本課程作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，其教學(xué)目的與任務(wù)是要求學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握機(jī)械振動(dòng)的基本理論，初步具有把機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)、噪聲等實(shí)際問(wèn)題抽象為理論模型，并利用所學(xué)到的理論知識(shí)和方法來(lái)分析和解決實(shí)際機(jī)械系統(tǒng)振動(dòng)噪聲問(wèn)題的能力，學(xué)會(huì)機(jī)械振動(dòng)噪聲的測(cè)試分析及實(shí)驗(yàn)方法和技能。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)和分析能力，并且提高學(xué)生在學(xué)校和將來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。課程主要內(nèi)容第一章緒論3學(xué)時(shí)第二章基礎(chǔ)理論3學(xué)時(shí)第三章單自由度系統(tǒng)的振動(dòng)6學(xué)時(shí)第四章二自由度系統(tǒng)的振動(dòng)6學(xué)時(shí)第五章多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)4學(xué)時(shí)第六章連續(xù)彈性體振動(dòng)及有限元法4學(xué)時(shí)第七章工程振動(dòng)測(cè)試和實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)其它教學(xué)環(huán)節(jié)和成績(jī)權(quán)重1、大作業(yè)（2選1）：多自由度系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模及基于MATLAB的動(dòng)態(tài)特性分析；連續(xù)彈性體的動(dòng)態(tài)特性有限元分析2、考試權(quán)重（采用累加式的考試辦法，即課程的總成績(jī)由以下幾部分構(gòu)成）：大作業(yè)占15%；實(shí)驗(yàn)成績(jī)占15%；期末考試占70%第一章緒論機(jī)械振動(dòng)：指機(jī)械系統(tǒng)(即力學(xué)系統(tǒng))中的振動(dòng)。任何力學(xué)系統(tǒng)，只要它具有彈性和慣性，都可能發(fā)生振動(dòng)。這種力學(xué)系統(tǒng)稱為振動(dòng)系統(tǒng)。第一節(jié)機(jī)械振動(dòng)基本概念機(jī)械振動(dòng)舉例★心臟的搏動(dòng)、耳膜和聲帶的振動(dòng)★聲音的產(chǎn)生、傳播和接收★橋梁和建筑物在陣風(fēng)或地震激勵(lì)下的振動(dòng)★飛機(jī)和船舶在航行中的振動(dòng)★機(jī)床和刀具在加工時(shí)的振動(dòng)★各種動(dòng)力機(jī)械的振動(dòng)★控制系統(tǒng)中的自激振動(dòng)機(jī)械振動(dòng)危害☆振動(dòng)會(huì)影響精密儀器設(shè)備的功能，降低加工精度，加劇構(gòu)件的疲勞

和磨損，縮短機(jī)器和結(jié)構(gòu)物的使用壽命☆振動(dòng)可能引起結(jié)構(gòu)的大變形破壞，有的橋梁曾因振動(dòng)而坍毀☆飛機(jī)機(jī)翼的顫振、機(jī)輪的抖振往往造成事故☆車、船和機(jī)艙的振動(dòng)會(huì)劣化乘載條件☆強(qiáng)烈的振動(dòng)噪聲會(huì)形成嚴(yán)重的公害。塔科馬橋（1940年7月1日—11月7日）的風(fēng)毀事故振動(dòng)的有利面振動(dòng)是通信、廣播、電視、雷達(dá)等工作的基礎(chǔ)。

利用振動(dòng)的生產(chǎn)裝備和工藝有：振動(dòng)傳輸、振動(dòng)篩選、振動(dòng)研磨、振動(dòng)拋光、振動(dòng)、沉樁、振動(dòng)消除內(nèi)應(yīng)力等。第二節(jié)振動(dòng)系統(tǒng)的分類振動(dòng)系統(tǒng)（按自由度劃分）（按參量劃分）離散系統(tǒng)連續(xù)系統(tǒng)各力是否為線性單自由度系統(tǒng)多自由度系統(tǒng)確定系統(tǒng)隨機(jī)系統(tǒng)常參量系統(tǒng)變參量系統(tǒng)線性系統(tǒng)非線性系統(tǒng)離散系統(tǒng)與連續(xù)系統(tǒng)離散系統(tǒng)：具有集中參數(shù)元件所組成的系統(tǒng)。連續(xù)系統(tǒng)：由分布參數(shù)元件組成的系統(tǒng)。離散系統(tǒng)連續(xù)系統(tǒng)線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)線性振動(dòng)系統(tǒng)，指該系統(tǒng)的振動(dòng)可以用線性微分方程描述非線性振動(dòng)系統(tǒng)，指該系統(tǒng)的振動(dòng)只能用非線性微分方程描述對(duì)O點(diǎn)取矩，得到單擺的運(yùn)動(dòng)微分方程：

1、當(dāng)θ較大時(shí)，sinθ是θ的非線性函數(shù)，單擺應(yīng)視為非線性振動(dòng)系統(tǒng)。2、當(dāng)θ很小以至于

時(shí)：此時(shí)：?jiǎn)螖[應(yīng)視為線性振動(dòng)系統(tǒng)。確定系統(tǒng)與隨機(jī)系統(tǒng)

系統(tǒng)可用確定性的微分方程來(lái)表示的振動(dòng)系統(tǒng)為確定系統(tǒng)；系統(tǒng)只能用隨機(jī)微分方程來(lái)表示的系統(tǒng)為隨機(jī)系統(tǒng)。按激勵(lì)類型自由振動(dòng)：系統(tǒng)受初始擾動(dòng)后不再受外界激勵(lì)時(shí)所作的振動(dòng)。2.受迫振動(dòng)：系統(tǒng)在隨時(shí)間變化的激勵(lì)作用下產(chǎn)生的振動(dòng)。3.自激振動(dòng)：由非振動(dòng)性激勵(lì)引起的振動(dòng)（系統(tǒng)受到自身控制的激勵(lì)作用時(shí)所引起的振動(dòng)）。4.參數(shù)激勵(lì)：由于系統(tǒng)的參數(shù)隨時(shí)間周期變化而引起的大幅度振動(dòng)。第三節(jié)振動(dòng)形式分類按響應(yīng)類型固有振動(dòng)：無(wú)阻尼多自由度線性系統(tǒng)中的單頻率振動(dòng)，也稱主振動(dòng)。簡(jiǎn)諧振動(dòng)：描述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量是隨時(shí)間按正弦或余弦變化的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。周期振動(dòng)：描述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量重復(fù)振動(dòng)一次所需的最短時(shí)間，稱為周期?；煦缯駝?dòng)：發(fā)生在確定性非線性系統(tǒng)中的貌似隨機(jī)而對(duì)初始條件十分敏感的無(wú)規(guī)則但可以確定的運(yùn)動(dòng)。隨機(jī)振動(dòng)：無(wú)法用確定性函數(shù)表示，須用概率統(tǒng)計(jì)方法定量描述其運(yùn)動(dòng)規(guī)律統(tǒng)計(jì)特性的振動(dòng)。按系統(tǒng)類型線性振動(dòng)：常參量系統(tǒng)中構(gòu)件的彈性服從胡克定律，運(yùn)動(dòng)時(shí)受到與速度成正比的阻尼力作用的振動(dòng)。非線性振動(dòng)：回復(fù)力與位移不成線性比例或阻尼力與速度不成線性比例的系統(tǒng)的振動(dòng)。確定性振動(dòng)：響應(yīng)為時(shí)間的確定性函數(shù)，如簡(jiǎn)諧振動(dòng)、周期振動(dòng)和混沌振動(dòng)都為確定性振動(dòng)。隨機(jī)振動(dòng)：無(wú)法用確定性函數(shù)表示，須用概率統(tǒng)計(jì)方法定量描述其運(yùn)動(dòng)規(guī)律統(tǒng)計(jì)特性的振動(dòng)。工程實(shí)際中的振動(dòng)問(wèn)題