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英文名称：Modeling Measurement and Analysis of Dynamical systems

课程编号：MECH2320

学时：48      学分：3

适用对象：机械、能动、航空航天

先修课程：《高等数学》，《理论力学》，《材料力学》

使用教材及参考书：待编讲义或教材

一、课程性质、目的和任务

《机械系统动力学建模、测试与分析》是一门介绍工程中常见机械系统的动力学建模方法及过程、力学量测试技术和动力学分析理论的综合性工程技术基础课程。本课程以解决工程中的动力学问题为主线，着重于培养学生解决工程实际问题的能力。通过本门课程的学习，要求学生初步掌握动力学系统的建模、测试与分析的基本方法，理解基本概念，培养学生对简单机械动力学系统的建模、测量和分析能力。

二、教学基本要求

1． 动力学建模

1）掌握单自由度振动系统的建模及振动分析

的一些基本概念、物理意义；

2）能利用常微分方程知识来求解简单振动系统的动力学响应，掌握实模态分析理论在简单多自由度振动系统中的应用；

3）对于较复杂的振动系统，掌握离散化建模思想，并了解有限元法基本原理并能用其解决一些工程结构的动力学分析。

4）掌握应用拉格朗日方程对平面机构的动力学问题进行建模的基本方法。

2。力学量测试

1）掌握力学量测量所用到一些传感器的工作原理；

2）掌握一些常规的信号激励装置及信号形式；

3）掌握常用力学量测量系统的构成及测量系统的标定方法；

4）了解目前工程中一些实用的较先进的测试设备及技术。

3．信号、动力学分析

1）掌握通常测量得到的时间响应信号的基本频域变换工具，并理解其变换结果的物理意义；

2）掌握一些常规的信号消噪、滤波及平均处理方法；

3）了解目前较先进的一些信号处理技术及动力学分析理论。

三、教学内容及要求

第一章  绪论

介绍工程中常见的动力学问题及解决方法。

第二章  单自由系统振动理论

介绍单自由度系统建模、自由振动、强迫振动理论。

第三章  多自由度线性系统建模理论

多自由度系统的建模方法（动力学普遍方程、拉格郎日方程）。

第四章  实模态分析

介绍多自由度线性系统运动微分方程的模态解耦、响应分析。

第五章  有限单元法

线性振动结构有限单元处理方法的一般原理及步骤。

第六章  传感器

常见传感器结构、原理及特性。

第七章  测量系统

力学量测量系统的构成及各部分（支撑方式、激励方式、激励装置、拾取装置）功能、注意事项。

第八章  测量数据后处理

介绍采样过程、采样定理，泄露和窗函数。

第九章  时频分析工具

常规傅立叶变换，相关分析及小波分析原理。

第十章  工程应用示例剖析

四、实践环节

从以下实验项目中选作8学时的实验内容：

1．轴的固有频率及横向振动振幅、共振测量，                              2学时

2．轴的旋转振动振幅与临界转速测量，              2学时

3．管道系统的振动测量与分析， 6学时

4．平面机构动力学特性测试与分析，6学时

五、学时分配

大纲制定者：赵玉成  执  笔

大纲审定者：张克猛、韩省亮

     大纲批准者：陈振茂