《机械振动》课程教学大纲
课程名称：机械振动 课程编号：S031007 课程学时：60 课程学分：3
适用专业：工程力学，石油天然气机械工程，油气钻井工程，化工过程机械 课程性质：学位课
先修课程：理论力学，材料力学，线性代数 执 笔人：毛东风
编写时间：2002年6月28日
一、课程的目的和要求
振动理论是为工程技术人员正确进行产品和结构的动力特性设计而开的一门基础知识课程，是石油机械等有关学科硕士生的一门学位课程。
本课程着重介绍机械系统的线性振动理沦，包括单自由度，两自由度，多自由度和弹性体振动的基本理论及其在工程实际中的应用。
它是学生在本科初步学习了单自由度系统振动和分析力学的基础上进行的。它要求学生建立振动的一系列基本概念，掌握振动的重要特性，能够运用所学的力学原理和数学知识建立相应的数学方程从而将振动问题归结为数学问题的典型力学方法；并为运用有限单元法电子计算机算法，处理机械产品和工程结构的振动问题打下基础。
二、教学内容及学时安排
第一章 第一章 绪论 课程的内容和任务，振动的分类，力学模型 第二章 第二章 单自由度系统的自由振动(4学时)
第一节 第一节 单自由度系统的自由振动。振动微分方程。初始响应。 第二节 第二节 系统固有频率(圆频率) 第三节 第三节 等效质量与等效刚度
第四节 第四节 有阻尼自由振动微分方程及其特性 第三章 单自由度系统的强迫振动（学时）
第一节 第一节 简谐激振力作用下的强迫振动。旋转矢量法，稳态强迫
振动的特性，初始阶段的振动(瞬态)，拍的概念。
第二节 第二节 偏心质量引起的强迫振动。幅频，相频特性。
第三节 第三节 支承作简谐运动引起的受迫振动。幅频，相频特性。 第四节 第四节 惯性式测振仪原理，位移计，加速仪。 第五节 第五节 隔振原理。隔振系数。 第六节 第六节 周期激振的响应。 第四章 任意激振的响应。杜哈美积分。
第五章 两自由度系统的振动(10-12学时)
第一节 第一节 引言 两自由度系统振动的共同特性，研究方法，主坐标
(正则坐标)。
第二节 第二节 双质量弹簧系统的自由振动。模型与振动微分方程式的建
立及其解。刚度影响系数。固有频率，主振型；初始条件下的相应，固有频率等于零与相等的情形重根。
第三节 第三节 刚体在平面内的振动。耦合项，主坐标。 第四节 第四节 双摆的自由振动。拍的现象。 第五节 第五节 梁的自由振动。柔度影响系数，柔度矩阵与刚度矩阵的关
系。方程的解及系统的响应。
第六节 第六节 双质量弹簧系统的无阻尼强迫振动。稳态解，无阻尼稳态
强迫振动的特性。
第七节 第七节 动力吸振器原理。
第六章 多自由度系统的振动(16-18学时)
第一节 第一节 引言：两自由度系统振动问题的推广，无限自由度系统的
简化。主振型迭加法的概述。
第二节 第二节 多自由度系统的自由振动。建立运动方程的动力学方法。
质量矩阵、刚度矩阵和柔度矩阵，正定系统与半正定系统。
第三节 第三节 固有频率与主振型。主振型的正交性，主质量与主刚度。
主振型矩阵，主质量矩阵与主刚度矩阵。正则振型矩阵，正则质量矩阵与正则刚度矩阵。主坐标与正则坐标。方程的耦合与解耦。正定系统，半正定系统。
第四节 第四节 矩阵迭代法
第五节 第五节 瑞雷法和邓柯莱法 第六节 第六节 李兹法
第七节 第七节 传递矩阵法
第八节 第八节 多自由度系统对初始条件的响应 第九节 第九节 无阻尼多自由度系统的强迫振动
第十节 第十节 多自由度系统的阻尼。粘性阻尼，比例阻尼，正则振型的
阻尼矩阵。
第十一节 第十一节 有阻尼多自由度系统对激振的响应。稳态强迫振动
解，主振型迭加法的概括。
第七章 弹性体的振动
第一节 第一节 引言。弹性体作为连续系统的特点，与多自山度系统(离
散系统)振动问题的关联。
第二节 第二节 弦的振动。分别作为离散系统和连续系统处理及其对比。
基本方程，固有频率与主振型函数，边界条件。
第三节 第三节 杆的纵向振动。基本方程。固有频率与主振型函数。边界
条件。
第四节 第四节 杆的扭转振动。基本方程。固有频率与主振型函数。边界
条件。
第五节 第五节 梁的横向振动。基本方程。固有频率与主振型函数。边界
条件。端点具有集中质量或弹性支承的情况。主振型函数的正交性。轴向力存在的影响。
第六节 第六节 梁振动问题的近似解法
第七节 第七节 梁振动问题中对于初始条件和激振的响应，主振型迭加法
的运用。
三、教材及主要参考书：
1． 1． 季文美 《机械振动》 科学出版社 2． 2． 郑兆昌 《机械振动》 高等教育出版社
3． 3． 倪振华 《振动力学》 西安交通大学出版社