振动力学论文
振动问题
随着社会的发展和科技的进步，人们日常生活以及工作中经常接触到振动。从我们最常见的交通系统，到我们日常生活中使用的各种机械设备，很多情况下会使我们的身体出于振动的环境中，下面我们就谈一谈交通中的振动危害和防治办法。
随着现代工业的迅速发展和城市规模的日益扩大,振动对大都市生活环境和工作环境的影响引起了人们的普遍注意. 国际上已把振动列为七大环境公害之一,并开始着手研究振动的污染规律、产生的原因、传播途径、控制方法以及对人体的危害等. 据有关国家统计,除工厂、企业和建筑工程外,交通系统引起的环境振动(主要是引起建筑物的振动) 是公众反映中最为强烈的. 随着城市的发展,在交通系统设计规划中,对环境影响的考虑越来越多. 这主要因为过去城市建筑群相对稀疏,而现在,随着城市建设的迅猛发展, 多层高架道路、地下铁道、轻轨交通正日益形成一个立体空间交通体系,从地下、地面和空中逐步深入到城市中密集的居民点、商业中心和工业区. 如日本东京市内的交通道路很多已达到5 ～7 层,离建筑物的最短距离小到只有几米,加上交通密度的不断增加,使得振动的影响日益增大. 交通车辆引起的结构振动通过周围地层向外传播,进一步诱发建筑物的二次振动,对建筑物特别是古旧建筑物的结构安全以及其中居民的工作和日常生活产生了很大的影响. 例如在捷克,繁忙的公路和轨道交通线附近,一些砖石结构的古建筑因车辆通过时引起的振动而产生了裂缝,其中布拉格、哈斯特帕斯和霍索夫等地区发生了由于裂缝不断扩大导致古教堂倒塌的恶性事件. 在北京西直门附近,距铁路线约150 m 处一座五层楼内的居民反映,当列车通过时可感到室内有较强的振动,且受振动影响一段时间后,室内家具也发生了错位. 另外,由于人们对生活质量的要求越来越高,对于同样水平的振动,过去可能不被认为是什么问题,而现在却越来越多地引起公众的强烈反应. 这些都对交通系统引起的结构振动及其对周围环境影响的研究提出了新的要求,也引起了各国研究人员的高度重视.
交通车辆引起的结构和地面振动是城市交通规划中的一个重要问题,由其进一步引发的周边建筑物振动以及相应的振动控制和减振措施,在规划和设计的最初阶段就应加以考虑. 为此,德国的J . Melke 等提出了一种基于脉冲激励和测试分析的诊断测试方法,来预测市区铁路线附近建筑物地面振动水平,并通过不同测点数据的传递函数分析研究了振动波的传播规律. F. E. Richart 和R. D. Woods 等则针对隔振沟和板桩墙等隔振措施进行了实验研究.
此外,西班牙、捷克等国在这些方面也做了大量的测试、调查和研究工作,通过对几种不同场地土的测试结果统计,分析了列车引起的地面振动波的传播和衰减特性,并从降低行车速度、减轻荷载重量、提高路面平整度等方面提出了减少振害的措施.
在国内,虽然城市建设起步得较晚,但随着现代化的进程,交通系统大规模发展的趋势是极为迅速的. 由于轨道交通系统具有运量大、速度快、安全可靠、对环境污染小、不占用地面道路等优点,成为缓解城市交通拥挤和减少污染的一种有效手段. 目前,我国已经拥有或正在建设地下铁道的城市越来越多,不少城市还在筹建高架轻轨交通系统. 近年来在城市交通系统建设中,对于振动可能影响环境和周边建筑物内居民生活和工作的问题也进行了预测,如拟议中的西直门至颐和园轻轨快速交通系统可能对附近的文化和科研机构产生振动影响、地铁南北中轴
线可能对故宫等古建筑产生振动影响、拟建的京沪高速铁路沪宁段高速列车对苏州虎丘塔可能产生振动影响等. 为此,国内不少单位已开始结合北京、上海、沈阳等一些大城市修建地铁、轻轨交通系统时车辆引起的环境振动问题进行研究,发表了初步的研究成果。
对我国几个典型城市的调查结果表明,交通车辆引起的环境振动水平较高. 根据铁路部门的实测,距线路中心线30 m 附近的振动可达80 dB. 地铁列车通过时,在地面建筑物上引起振动的持续时间大约为10 s. 在一条线路上,高峰时,两个方向1 h 内可通过30 对列车或更多, 振动作用的持续时间可达到总工作时间的15 %～20 %. 最近在我国某城市地铁车辆段附近进行了现场测试,结果表明,当地铁列车以15～20 km/ h 的速度通过时,地铁正上方居民住宅的振动高达85 dB , 如果列车速度达到正常运行的70 km/ h 时,其振级可能还要大得多. 可见由列车运行引起的环境振动已不同程度地影响了居民的日常生活.
在轨道交通系统中,由运行列车对轨道的冲击作用产生振动,并通过结构(隧道基础和衬砌或桥梁的墩台及其基础) 传递到周围的地层,进而通过土壤向四周传播,诱发了附近地下结构以及建筑物(包括其结构和室内家具) 的二次振动和噪声. 对于地下铁道,其影响因素主要有列车速度、车辆重量、隧道基础和衬砌结构类型、轨道类型、是否采用了隔振措施等,此外列车与轨道的动力相互作用也会加大振动作用.
有调查表明,地铁列车在隧道内高速运行时,距轨道水平距离1. 5 m 处,振级平均值为81 dB ;24 m 处,振级平均值为71. 6 dB. 这说明随着距轨道水平距离的增加,振级将不断衰减. 此外,地铁振动影响的范围在很大程度上还取决于列车通过的速度及隧道的埋深. 速度越高,振动干扰越强,影响范围越大(列车速度每提高一倍,隧道和地面的振动增加4～6 dB) ;埋深越大,影响范围越小。采用计算机模拟的方法得到地铁列车引起的地面振动随距离的分布:在距隧道中心线40 m 左右的地面为加速度的局部放大区;对于1～3 Hz 的低频振动加速度,尽管幅值大小不同,都在0 、36 、60 m 附近出现了放大区;对于5～6 Hz 的中频加速度,只有0 m 和30 m 二个放大区,距离再大时就迅速衰减;对> 8 Hz 的高频加速度则随距离的增加而逐渐衰减. 北京曾就地铁列车对环境的振动影响进行过实测,得到了与上述分布规律相同的结果。
对于高架轻轨系统,其影响因素主要有列车速度、车辆重量、桥梁结构类型和基础类型、桥梁跨度、刚度、挠度等,列车与桥梁的动力相互作用也会加大振动作用. 目前国内尚无建成的高架轻轨系统,无法进行现场测试。通过力学计算、通过对铁路高架桥和路基线路的实测分析,求得高架轻轨系统在列车运行时所引起的周围地层的振动特性,得出了以下结论:
(1) 轻轨列车振动所引起的地面振动,在某一距离范围内,随距线路距离的增加而衰减,在达一定距离后会出现反弹增大(约在40～60 m 间),但总趋势是随距离的增大而逐渐衰减。
(2) 轻轨系统桥梁的基础类型对地面振动的影响非常大. 采用桩基时,地面振动的位移、速度、加速度值均比采用平基时的小许多,且桩基时,地面振动随距线路距离的增加而衰减的速度也较平基时大. 甚至由于采用了不同的桥梁基础,沿线建筑不同楼层的振动响应也有所不同. 采用浅平基础时,上面楼层的响应比下面楼层的强烈,采用桩基时各楼层的差别就小得多。(3) 高架桥线路与路基线路相比,环境振动将大幅度降低。距线路中心线30 m 处的振动强度可降低5～10 dB. (4) 高架轻轨的桥梁结构设计应注意避免车桥产生共振,以减小对系统振动的影
响。
列车运行对大地产生的振动主要以三种波的形式传播,即横波、纵波和表面波. 日本Erichi Taniguehi 等的研究表明:位于地下 2 m 深处振动加速度值为地表的20 %～50 % ;4 m 深处为10 %～30 %。可见在车辆运行产生的环境振动中,表面波占主要地位。
由于能量的扩散和土壤对振动能量的吸收,振动波在传播过程中将有所衰减。不同类型的振源,不同的振动方向,不同的传播方向以及不同的土介质,对振动的衰减也是有区别的。
随列车速度的提高,附近建筑物内的振动有增大的趋势(尤其是楼房)。而由列车引起的沿线地面建筑物振动,其振级的大小与建筑物的结构形式、基础类型以及距地铁的距离有密切的联系. 对于基础良好、质量较大的高层钢筋混凝土建筑,由于其固有频率低,不易被激起较大的振动,因而其振级较之自土壤传来的振级可衰减10～20 dB. 在距地铁隧道水平距离32 m 处,高层建筑地下室内实测振级不大于60 dB ,1 层以上则测不出地铁行驶时引起的振级;基础一般的砖混结构住宅楼可衰减5～10 dB ; 而基础较差的建筑,如轻质结构或浅基础建筑,则衰减量很小,其振级与土壤振级接近,甚至还会出现室内振动大于室外地面振动的情况。
根据国内外的研究成果,为减轻轨道交通系统对周边建筑物的振动影响,规划设计中应遵循以下原则:
(1) 规定地面建筑物到地铁隧道或高架轻轨线路的水平距离,必须在古建筑附近修建地铁时,还应规定地铁隧道的埋深,以利用振动能量的传播衰减来降低振动水平.
(2) 对新规划的建筑物,应使其位置避开振动波传播的放大区;对既有的古旧建筑物或其它对振动敏感的建筑物,在规划轨道交通线时,应使振动放大区离开它们的位置.
(3) 在地铁及高架轻轨沿线的建筑物应以基础结构牢固的楼房为主,避免建造轻质结构或基础较浅的房屋. 建筑物的振动特性应合理设计,以防止其振动频率与列车产生的振动一致而形成共振.
(4) 在轨道交通规划布局中,应充分老虑利用振动波的天然屏障,如河流、高大建筑物等, 来隔绝振动的影响.
机械振动发展史
公元前1000多年，中国商代铜铙已有十二音律中的九律，并有五度谐和音程的概念。在战国时期，《庄子·徐无鬼》中就记载了同频率共振现象。人们对与振动相关问题的研究起源于公元前6世纪毕达哥拉斯(Pythagoras)的工作，他通过试验观测得到弦线振动发出的声音与弦线的长度、直径和张力的关系。意大利天文学家、力学家、哲学家伽利略(Galileo Galilei)经过实验观察和数学推算，于 1 5 8 2年得到了单摆等时性定律。荷兰数学家、天文学家、物理学家惠更斯(c．Huygens)于1 6 7 3年著《关于钟摆的运动》，提出单摆大幅度摆动时并不具有等时性这一非线性现象，并研究了一种周期与振幅无关的等时摆。法国自然哲学家和科学家梅森(M．Mersenne)于1623年建立了弦振动的频率公式，梅森还比伽利略早一年发现单摆频率与摆长平方成反比的关系。英国物理学家胡克(R. Hooke)于1 6 7 8年发表的弹性定律和英国伟大的物理学家、数学家、天文学家牛顿(I. Newton)于1 6 8 7年发表的运动定律为振动力学的发 展奠定了基础。 在下面对振动发展史的简述中，主要是针对线性振动、非线性振动、随机振动以及振动信号采集和处理这三个方面进行的。而关于线性振动和非线性振动发展史的简介中，又分为理论研究和近似分析方法两个方面。
线性振动理论在1 8世纪迅速发展并趋于成熟。瑞士数学家、力学家欧拉(L. Euler)于1728年建立并求解了单摆在有阻尼介质中运动的微分方程；1 7 3 9年研究了无阻尼简谐受迫振动，并从理论上解释了共振现象；1 7 4 7年对九个等质量质点由等刚度弹簧连接的系统列出微分方程组并求出精确解，从而发现线性系统的振动是各阶简谐振动的叠加。法国数学家、力学家拉格朗日．Lagrange)于1 7 6 2年建立了离散系统振动的一般理论。最早被研究的连续系统是弦线，法国数学家、力学家、哲学家达朗伯(J. le R．d，Alembert)于1 7 4 6年发表的《弦振系统是弦线，法国数学家、力学家、哲学家达朗伯(J．1e R．d，Alem bert)于1 7 4 6年发表的《弦振动研究》将他发展的偏微分方程用于弦振动研究，得到了弦的波动方程并求出行波解。瑞士数 学家约翰第一·伯努利(J．Bernoulli)于1 7 2 8年对弦的振动进行了研究，认为弦的基本振型是正弦型的，但还不知道高阶振型的性质。与约翰第一·伯努利为同一家族的瑞士数学家、力学家丹尼尔第一·伯努利．Bernoulli)于1 7 3 5年得到了悬臂梁的振动方程，1 7 4 2年提出了弹性振动理论中的叠加原理，并用具体的振动实验进行验证。
汽车振动分析试题1
2008年振动力学期末考试试题 第一题（20分） 1、在图示振动系统中，已知：重物C 的质量m 1，匀质杆AB 的质量m 2，长为L ，匀质轮O 的质量m 3，弹簧的刚度系数k 。当AB 杆处于水平时为系统的静平衡位置。试采用能量法求系统微振时的固有频率。 解： 系统可以简化成单自由度振动系统，以重物C 的位移y 作为系统的广义坐标，在静平衡位置时 y ＝0，此时系统的势能为零。 AB 转角：L y /=? 系统动能： m 1动能：2 1121y m T = m 2动能：2222222 22 222)3 1(21))(31(21)31(2121y m L y L m L m J T ====? ω m 3动能：2322 323 33)2 1(21))(21(212 1y m R y R m J T === ω 系统势能： 2 21)21(21)21( y k y g m gy m V + +-= 在理想约束的情况下，系统的主动力为有势力，则系统的机械能守恒，因而有： E y k gy m gy m y m m m V T =+ +-++= +2 212 321) 2 1(2 12 1)2 13 1(2 1 上式求导，得系统的微分方程为： E y m m m k y '=+ + +) 2 131(4321 固有频率和周期为： ) 2 131(43210m m m k + + = ω 2、质量为m 1的匀质圆盘置于粗糙水平面上，轮缘上绕有不可伸长的细绳并通过定滑轮A 连在质量为m 2的物块B 上；轮心C 与刚度系数为k 的水平弹簧相连；不计滑轮A ，绳及弹簧的质量，系统自弹簧原长位置静止释放。试采用能量法求系统的固有频率。 解：系统可以简化成单自由度振动系统，以重物B 的位移x 作为系统的广义坐标，在静平衡位置时 x ＝0，此时系统的势能为零。 物体B 动能：2 212 1x m T = 轮子与地面接触点为速度瞬心，则轮心速度为x v c 2 1= ，角速度为x R 21=ω，转过的角度为x R 21= θ。轮子动能： )83(21)41)(21(21)4 1( 2 12 1212 122 21212 2 12x m x R R m x m J v m T c =+= + = ω 系统势能： x
振动力学课程设计报告
振动力学课程设计报告-(2) 振动力学课程设计报告 课设题目：电磁振动给料机的振动分析与隔振设计 单位： 专业/班级： 姓名：
指导教师： 1、课题目的或意义 通过对结构进行振动分析或参数设计，进一步巩固和加深振动力学课程中 的基本理论知识，初步掌握实际结构中对振动问题分析、计算的步骤和方法，培养和提高独立分析问题和运用所学理论知识解决实际问题的能力。 2、课题背景： 1、结构：本设计中，料槽底板采用16mm厚钢板焊接而成，再用筋板加强。料槽衬板采用20mm厚钢板。料槽材料全部采用镇静钢，能承受工作过程中由于振动产生的交变载荷，焊缝不易开裂。 2、工程应用前景：振动给料机用于把物料从贮料仓或其它贮料设备中均匀或定量的供给到受料设备中，是实行流水作业自动化的必备设备分敞开型和封闭型两种，本设计中电磁振动给料为双质体系统，结构简单，操作方便，不需润化，耗电量小；可以均匀地调节给料量为了减小惯性力，在保证强度和刚度的前提下, 应尽可能减轻振动槽体的质量。从而使其在实际工程应用中会有非常广泛的前景。 二、振动（力学）模型建立
1、结构（系统）模型简介
k4、C4分别为尼龙连接板得等效刚度和阻尼。 g为偏心块质量，m为给料槽体质量，m2激振器的振动质量。 m R —输送槽体（包括激振器）的质量，1500kg ;即g m 叫 m G —槽内物料的结合质量。 在实际中系统为离散的，而建立模型后将质量进行集中从而该系统可视为为连续系统，通过上网搜索资料以及书中知识总结并设计出如上所示电磁振动给料机力学模型，其组成为料槽、电磁激振器、减振器、电源控制箱等组成。 2、系统模型参数 （包括系统所必需的几何、质量、等效刚、激励等）
《振动力学》习题集(含答案)【精选】精心总结
《振动力学》习题集（含答案） 1.1 质量为m 的质点由长度为l 、质量为m 1的均质细杆约束在铅锤平面内作微幅摆动，如图E1.1所示。求系统的固有频率。 图E1.1 解： 系统的动能为： ()2 22 121x I l x m T += 其中I 为杆关于铰点的转动惯量： 2102120131l m dx x l m x dx l m I l l ??==?? ? ??= 则有： ()2212212236 16121x l m m x l m x ml T +=+= 系统的势能为： ()()()2 1212124 1 4121 cos 12cos 1glx m m glx m mglx x l g m x mgl U +=+=-? +-= 利用x x n ω= 和U T =可得： ()()l m m g m m n 113223++= ω
1.2 质量为m 、半径为R 的均质柱体在水平面上作无滑动的微幅滚动，在CA=a 的A 点系有两根弹性刚度系数为k 的水平弹簧，如图E1.2所示。求系统的固有频率。 图E1.2 解： 如图，令θ为柱体的转角，则系统的动能和势能分别为： 22222243212121θθθ mR mR mR I T B =??? ??+== ()[]()22 22 12θθa R k a R k U +=+?= 利用θωθn = 和U T =可得： ()m k R a R mR a R k n 34342 2 +=+=ω
1.3 转动惯量为J 的圆盘由三段抗扭刚度分别为1k ，2k 和3k 的轴约束，如图E1.3所示。 求系统的固有频率。 图E1.3 解： 系统的动能为： 2 2 1θ J T = 2k 和3k 相当于串联，则有： 332232 , θθθθθk k =+= 以上两式联立可得： θθθθ3 22 33232 , k k k k k k +=+= 系统的势能为： ()2 32323212332222121212121θθθθ?? ????+++=++= k k k k k k k k k k U 利用θωθn = 和U T =可得： ()() 3232132k k J k k k k k n +++= ω
文献综述振动力学汇总
振动力学 1前言部分 振动力学在其发展过程中逐渐由基础科学转化为基础科学与技术科学的结合.工程问题的需要使振动力学的发展成为必需,而测试和计算技术的进步又为振动力学的发展和应用提供了可能性.除与技术问题的结合以外,学科的交叉不断为振动力学的发展注入新的活力.在数百年发展过程中,振动力学已形成为以物理概念为基础,以数学理论、计算方法和测试技术为工具,以解决工程中振动问题为主要目标的力学分支。 人类对振动现象的认识有悠久的历史。战国时期的古人已定量地总结出弦线发音与长度的关系。在振动力学研究兴起之前，有两个典型的振动问题引起注意，即弦线振动和单摆振动。对单摆摆动的研究起源于Galileo,他在1581年发现摆的等时性。1727年JohnBernoulli研究无重量弹性弦上等距分布等质量质点时,建立无阻尼自由振动系统模型并解出解析解。1728年Euler考察了摆在有阻尼介质中的运动建立并求解了相应的二阶常微分方程。1739年他研究了无阻尼简谐受迫振动,从理论上解释了共振现象。1834年Duhamel将任意外激励视为一系列冲量激励的叠加,从而建立了分析强迫振动的普遍公式.1849年Stokes发现了初位移激励与初速度激励两者响应的联系,并且由此对外激励得到与Duhamel相同的结果. 非线性振动的研究使得人们对振动机制有了新的认识.除自由振动、受迫振动和参数振动以外,还有一类广泛存在的振动,即自激振动.1925年Cartan父子研究了无线电技术中出现的一类二阶非线性微分方程的周期解.1926年vanderPol建立一类描述三极电子管振荡的方称为vanderPol方程,他用图解法证明孤立闭轨线的存在,又用慢变系数法得到闭轨线的近似方程.1928年Lienard证明以 Cartan 方程和vanderPol方程为特例的一类方程存在闭轨线,1929年Андронов阐明了vanderPol的自激振动对应于Poincaré研究过的极限环。 2主题部分
河海大学力学08级振动力学结构动力学试卷
一、 1.在单自由度振动系统中，结构振动响应的频率与外加荷载的频率无关（×） 2.在含有阻尼的单自由度振动系统中，结构振动的固有频率与阻尼无关（×） 3.对于图示简支梁，不计梁的质量，分别将物体M 从在距梁中点正上方高H1和H2处 自由释放，H1=2H2,则振动的频率是一样的（√） 二、 1.如图所示，除支撑不同外，其余均相同。（B ） A.图a 振动周期大 B.图b 振动周期大 C.振动周期一样 D.不能判断 2.一物体从高度为h 的地方落下，系统振动频率是（C ） A.h 越大，频率越大 B.h 越大，频率越小 C.与h 无关 D.不能断定 3.对于一个有阻尼的单自由度强迫振动系统来讲，振动响应频率（C ） A.仅由外荷载频率确定 B.仅由系统固有频率确定 C.在系统振动响应一段时间后，仅与外荷载频率有关 D.在系统振动响应一段时间后，仅与系统固有频率有关 4.对于多自由度系统来讲，假设无重频现象，则两个不同的振型φi 和φj 的关系为（C ） A.j T i φφ?一定为零 B.j T i φφ?一定不为零 C.j T i M φφ一定为零 D.j T i K φφ可能不是零 5.对于一个三自由度系统，设某阶段振型为[]T 1,2,1=φ，骑广义质量为4，则其正则振型为（A ）
A.[]T 5,0,1,5.0=φ B.[]T 25.0,5.0,25.0=φ C. []T 1,2,1=φ D.[]T 2,4,2=φ 三、一个单自由度振动系统，自由振动试验测得经过6周后振幅降为原来的1/10，试求阻尼比和在简谐荷载作用下发生共振时的放大系数（15） 解：ξπδm y y m i i y 2ln '==+ m=6 ∴10ln ln 6 =+i i y y ∴0611.06210ln =?=πξ 197.821==ξ μ 四、试写出图示结构的运动方程和位移动力系数（EI 为常数， t F t F θsin )(=） 解：a 12=F a 2 11=F 2____ M 1____M EI a 38311=δ EI a 65312=δ )(16 5)(1112t F t F Fe ==δδ )(16 5t F ky y m =+?? 3 383)2(3a EI a EI k == 383ma EI m k ==ω 211βμ-= EI ma 322θω?β== 32833a m EI EI θμ-= 五、如图所示结构，层间高度均为L ，m1=m2=m ，求系统的固有圆
振动力学课程设计报告
振动力学课程设计报告 课设题目： 单位： 专业/班级： 姓名： 指导教师： 2011年12月22日
一、前言 1、课题目的或意义 振动力学课程设计是以培养我们综合运用所学知识解决实际问题为目的，通过实践，实现了从理论到实践再到理论的飞跃。增强了认识问题，分析问题，解决问题的能力。带着理论知识真正用到实践中，在实践中巩固理论并发现不足，从而更好的提高专业素养。为认识社会，了解社会，步入社会打下了良好的基础。 通过对GZ电磁振动给料机的振动分析与减振设计，了解机械振动的原理，巩固所学振动力学基本知识，通过分析问题，建立振动模型，在通过软件计算，培养了我们独立分析问题和运用所学理论知识解决问题的能力。 2、课题背景： 随着科学技术发展的日新月异，电磁振动给料机已经成为当今工程应用中空前活跃的领域，在生活中可以说是使用的广泛，因此掌握电磁振动给料机技术是很有必要的和重要的。 GZ系列电磁振动给料机广泛应用于矿山、冶金、煤炭、建材、轻工、化工、电力、机械、粮食等各行各业中，用于把块状、颗粒状及粉状物料从贮料仓或漏斗中均匀连续或定量地给到受料装置中去。特别适用于自动配料、定量包装、给料精度要求高的场合。例如，向带式输送机、斗式提升机，筛分设备等给料；向破碎机、粉碎机等喂料，以及用于自动配料，定量包装等，并可用于自动控制的流程中，实现生产流程的自动化。 GZ电磁振动给料机的工作原理： GZ电磁振动给料机的给料过程是利用电磁振动器驱动给料槽沿倾斜方向做直线往复运动来实现的,当给料机振动的速度垂直分量大于策略加速度时,槽中的物料将被抛起,并按照抛物线的轨迹向前进行跳跃运动,抛起和下落在1/50秒完成,料槽每振动一次槽中的物料被抛起向前跳跃一次,这样槽体以每分钟3000次的频率往复振动,物料相应地被连续抛起向前移动以达到给料目的。 GZ系列电磁振动给料机主要用途:
机械行业振动力学期末考试试题(doc-11页)(正式版)
… 2008年振动力学期末考试试题 第一题（20分） 1、在图示振动系统中，已知：重物C 的质量m 1，匀质杆AB 的质量m 2，长为L ，匀质轮O 的质量m 3，弹簧的刚度系数k 。当AB 杆处于水平时为系统的静平衡位置。试采用能量法求系统微振时的固有频率。 解： 系统可以简化成单自由度振动系统，以重物C 的位移y 作为系统的广义坐标，在静平衡位置时 y ＝0，此时系统的势能为零。 AB 转角： 系统动能： % m 1动能： m 2动能： m 3动能： 系统势能： 在理想约束的情况下，系统的主动力为有势力，则系统的机械能守恒，因而有： 上式求导，得系统的微分方程为： E y m m m k y '=+++) 2 1 31(4321 固有频率和周期为： ~ ) 2 131(43210m m m k ++= ω 2、质量为m 1的匀质圆盘置于粗糙水平面上，轮缘上绕有不可伸长的细绳并通过定滑轮A 连在质量为m 2的物块B 上；轮心C 与刚度系数为k 的水平弹簧相连；不计滑轮A ，绳及弹簧的质量，系统自弹簧原长位置静止释放。试采用能量法求系统的固有频率。 解：系统可以简化成单自由度振动系统，以重物B 的位移x 作为系统的广义坐标，在静平衡位置时 x ＝0，此时系统的势能为零。 物体B 动能：2212 1 x m T = 轮子与地面接触点为速度瞬心，则轮心速度为x v c 21=，角速度为x R 21=ω，转过的角度为x R 21 = θ。轮子动能： )83 (21)41)(21(21)41(212121212221212212x m x R R m x m J v m T c =+=+=ω \ x
西工大结构试验技术 实验说明YE6251说明书
SINOCERA? YE6251振动力学实验系统 说 明 书 江苏联能电子技术有限公司
YE6251振动力学实验系统 一、系统概述 振动力学实验系统主要由YE6251振动力学实验仪、YE15000振动力学实验台、激振和传感器、数据采集卡及其采集和分析软件等组成。 1、振动力学实验仪：YE6251Y2扫频信号发生器、YE6251Y1功率放大器、YE6251Y3 阻尼调节器、YE6251Y4位移测量仪、YE6251Y5力测量仪、两通道YE6251Y6加速度测量仪、机箱及电源。 2、振动力学实验台：简支梁、固支梁、悬臂梁、薄板、复合阻尼梁、电磁阻尼器、 单自由度质量—弹簧—阻尼系统、两自由度质量—弹簧—阻尼系统、动力吸振器。 3、激振和传感器：YE15400电动式激振器、LC-01A冲击力锤（含CL-YD-303A力 传感器）、CL-YD-331A阻抗头、CWY-DO-502电涡流式位移传感器、CA-YD-107压电式加速度传感器。 4、数据采集卡及其采集和分析软件：A/D（D/A）采集卡、系统应用软件由数据采 集、数据预处理，时域处理，频域处理、模态分析，报告生成、在线帮助等模块组成。 二、YE6251振动力学实验仪主要技术指标 YE6251Y2扫频信号发生器 1、输出波形：正弦波 2、频率范围：对数模式下10Hz～1000Hz在一个连续量程之内 3、具有手动、自动两种频率控制方式 4、手动控制频率时，有粗调和微调两种方式 5、自动频率控制时，扫频范围：10Hz～1000Hz，扫频上、下限分档任意调节，扫频 比：100：1，扫频时间在0.1S～20S内任意调节 6、频率显示：采用4位7段LED数显 频率〈200Hz时：分辨率0.1Hz 频率≥200Hz时：分辨率 1Hz 7、频率显示精度：±1%±1 8、幅值线性度：10Hz～1000Hz频率范围内±0.2dB 9、失真度：≤0.5% 10、具有BNC信号输出端子； YE6251Y1功率放大器 1、恒流输出 2、功率输出：输出电流0～1A连续可调,最大输出电流大于1.2A
振动力学课程设计题目
振动力学课程设计题目 采用MATLAB 对所选的问题进行数值计算和作图，采用高于MATLAB7.4（2007）版本所编写的程序需转换为文本（.txt ）文件, 早于MATLAB7.4（2007）版本所编写的程序可直接采用M 文件传送至QQ ：296637844。题目如下，其中1，2，3题为必做题，4-38选二题(第一轮:一班01号为第4题, 一班02号为第5题…一班28号为第25题, 二班01号为第26题,…二班17号为第38题, 二班18号为第4题,…二班27号为第13题;第二轮:一班01号为第14题…)。文件名采用自己的姓名。考核时间暂定于12月30日。 题目： 1. 编写MA TLAB 程序，根据书本公式（3.1-10）、（3.1-10）作出单自由度系统强迫振动的幅频特性曲线、相频特性曲线。0.1,0.2,0.3,0.5,0.7,1.0,1.2?=。 2. 根据书本图4.5-3，分析有阻尼动力减振器的特性。包括在不同的质量比，频率比，阻尼比条件下结构的响应。 3. 对于图2所示体系，用矩阵迭代法计算其固有频率及振型。 1231,2m m m ===，1230 c c c ===，1231,5,8k k k ===，1230,0,0F F F ===， 1231,1,1ωωω===。 4. 采用中心差分法计算单自由度体系10105sin(/2)x cx x t ++= ，当c=3和c=20，000,0x x == 前10s 内的位移，作出其时间位移曲线图。 5. 采用Houbolt 法计算单自由度体系10105sin(/2)x cx x t ++= ，当c=3和c=20，000,0x x == 前10s 内的位移，作出其时间位移曲线图。 6. 采用Wilson-θ法计算单自由度体系10105sin(/2)x cx x t ++= ，当c=3和c=20，000,0x x == 前10s 内的位移，作出其时间位移曲线图。 7. 采用Newmark-β法计算单自由度体系10105sin(/2)x cx x t ++= ，当c=3和c=20，000,0x x == 前10s 内的位移，作出其时间位移曲线图。 8. 采用中心差分法计算10105sin(/2)2sin()sin(2)x cx x t t t ++=++ ，当c=3和c=20，000,0x x == 前10s 内的位移，作出其时间位移曲线图。 9. 采用Houbolt 法计算10105sin(/2)2sin()sin(2)x cx x t t t ++=++ ，当c=3和c=20，000,0x x == 前10s 内的位移，作出其时间位移曲线图。 10. 采用Wilson-θ法计算10105sin(/2)2sin()sin(2)x cx x t t t ++=++ ，当c=3和c=20，000,0x x == 前10s 内的位移，作出其时间位移曲线图。 11. 采用Newmark-β法计算10105s in (/2)2s in ()s in (2 x c x x t t t ++=++ ，当c=3和c=20，000,0x x == 前10s 内的位移，作出其时间位移曲线图。 12. 采用卷积积分法计算单自由度体系m=10kg ，c=3Ns/m ，k=10N/s ，分别 在()5(),5(),5sin(2)(),(02)F t N t N t N t s =≤≤作用下前10s 内的时间位移曲线。 13. 采用中心差分法计算单自由度体系m=10kg ，c=3Ns/m ，k=10N/s ，分别在()5(),5(),5sin(2)(),(02)F t N t N t N t s =≤≤作用下前10s 内的时间位移曲线。 14. 采用Houbolt 法计算单自由度体系m=10kg ，c=3Ns/m ，k=10N/s ，分别在 ()5(),5(),5sin(2)(),(02)F t N t N t N t s =≤≤作用下前 10s 内的时间位移曲线。 15. 采用Wilson-θ法计算单自由度体系m=10kg ，c=3Ns/m ，k=10N/s ，分别
振动力学》习题集(含答案)
《振动力学》习题集（含答案） 质量为m 的质点由长度为l 、质量为m 1的均质细杆约束在铅锤平面内作微幅摆动，如图所示。求系统的固有频率。 图 解： 系统的动能为： ()22 2 121x I l x m T &&+= 其中I 为杆关于铰点的转动惯量： 2102120131l m dx x l m x dx l m I l l ??==?? ? ??= 则有： ()2 212212236 16121x l m m x l m x ml T &&&+=+= 系统的势能为： ()()()2 1212124 1 4121 cos 12 cos 1glx m m glx m mglx x l g m x mgl U +=+=-? +-= 利用x x n ω=&和U T =可得： ()()l m m g m m n 113223++= ω
质量为m 、半径为R 的均质柱体在水平面上作无滑动的微幅滚动，在CA=a 的A 点系有两根弹性刚度系数为k 的水平弹簧，如图所示。求系统的固有频率。 图 解： 如图，令θ为柱体的转角，则系统的动能和势能分别为： 2222224321212 1θθθ&&&mR mR mR I T B =?? ? ??+== ()[]()22 22 12θθa R k a R k U +=+?= 利用θωθ n =&和U T =可得： ()m k R a R mR a R k n 34342 2 +=+=ω
转动惯量为J 的圆盘由三段抗扭刚度分别为1k ，2k 和3k 的轴约束，如图所示。求系统 的固有频率。 图 解： 系统的动能为： 22 1θ& J T = 2k 和3k 相当于串联，则有： 332232 , θθθθθk k =+= 以上两式联立可得： θθθθ3 22 33232 , k k k k k k +=+= 系统的势能为： ()232323212 332222*********θθθθ?? ????+++=++=k k k k k k k k k k U 利用θωθ n =&和U T =可得： ()() 3232132k k J k k k k k n +++= ω
振动力学小论文
带有集中质量矩形板的振动分析 力学C102 马海蕾（105623）、王晖（105628） 摘要：工程实际中有许多附加集中质量薄板结构，针对这类结构动 力学问题，建立了带有集中质量矩形板的力学模型，该模型可作用任何类型载荷。运用多约束分析法分析了有集中质量矩形板特征值及振型，并给出了薄板振动响应计算公式，提升了薄板振动自然频率，该结果可用于实际工程中薄板振动主动控制的研究。 关键词：薄板振动，集中质量，多约束分析，固有振型 带有集中质量矩形板振动问题在工程应用中非常普遍。矩形薄板在航空、航海、建筑、机械等结构中有着非常广泛的应用，构成了这些结构的一些关键部件。这些结构在许多情况下都经受着振动，对其振动特性进行深入的研究是非常重要的。国内研究带有集中质量薄板自由振动是有限元等方法，国外运用模态分析和数值混合边界法，研究了带有质量弹簧的夹支矩形板的振动问题。 集中质量薄板固有频率和振型数 忽略剪切变形及转动影响，根据薄板的小挠度假设理论，均质 矩形薄板的受迫振动微分方程为24 2 (,,) (,,)(,,)w x y t D w x y t p x y t +=э∨ρ эt -----（1），式中422222=)x y +∨（э／ээ／э是双调和算子，D=E 3h ／[12(1-2v )]是薄板的弯曲刚度，E 是杨氏模量，h 是板的厚度，v 是泊松比，ρ是薄板的单位面积质量，w(x ，y ，t)是薄板在（x ，y ）位置瞬时t 的横向变形p （x ，y ，t ）是横向外载。
根据模态叠加原理，将w(x ，y ，t)写成级数形式w(x ，y ，t)={W (x ，y)}T {q(t)}-----（2）。其中 {W (x ，y)}={ 1W (x ，y)，2W (x ，y)，… ，n W (x ，y) }T {q(t)}={1q (t),2q (t), … ,n q (t) }T 式中：i W =(x ，y)是地i 阶广义坐标，n 是模态数。其中，模态函数i W =(x ，y)必须与均匀薄板的固有频率w 一一对应。将（2）带入式（1），有 .. 4{(,)}{(,)}{()}{(,)}{(,)}{()}{(,)}(,,)T T A A A W x y W x y dxdy q t W x y D W x y dxdy q t W x y x y t dxdy ρρ+=? ??∨ 运用模态函数的正交性和正则模态的特性，则有 .. {()(,...,){()}{()}q t diag w w q t P T +=-----(3) 其中(,,)(,)j j A P p x y t W x y dxdy =? -----(4) j w ==若作用载荷是集中力则p （x ，y ，t ）可表示为 p(x,y,t)=P （11,x y ）δ（x-1x ，y-1y ) 则式（3）可具体表示为 .. 2 1212()()(,,)(,),(1,2,...,)j j j j q t w q t P x y t W x y J n +=------(6) 对于带有集中质量薄板的自由振动，考虑将集中质量的惯性力当做外加激力[13]，即 221111,1,11122 1 ()(,,) (,,)(,)n i i c c i q t w x y t P x y t m m W x y t t -=-=-∑ээээ 则均匀质量板的受迫振动方程（6）可以用来确定带有集中质量薄板的固有频率及对应振型。如果薄板带有k 个集中质量，则从式（6）和式（4）可以得到
振动问题的发展简史
音乐是成为人类展示情感的最佳表达方式之一。人类对振动现象的了解和利用有着漫长的历史 0-1 振动力学发展简史 振动现象的“利”与“害” Tacoma吊桥探险者一号卫星振动落砂机
庄子》 记载了共振现象 振动理论的发展简况 毕达哥拉斯（Pythagoras ） 实验观测到弦线振动发出的声音与弦线长度、直径和张力的关系公元前6世纪 公元16世纪 伽利略（Galilei,G ） 发现了单摆的等时性并利用其自由落体公式计算单摆的周期 注意到单摆大幅摆动对等时性的偏离 两只频率接近时钟的同步化两类非线性现象 公元17世纪 惠更斯（Huygens,C)
.梅森（Mersenne,M) 在实验基础上系统地总结了弦线振动的频率特征 公元18世纪欧拉（Euler,L) ☆建立并求解了单摆在有阻尼介质中运动的微分方程 ☆研究无阻尼简谐受迫振动，从理论上解释了共振现象 ☆对n 个等质量质点由等刚度弹簧的连接系统列出微分方程并求出精确解，从而发现系统振动时各界简谐振动的叠加 1728年1739年1747年 1678年1687年奠定了振动力学的物性和物理基础 牛顿(Newton,I)发表的运动定律 胡克(Hooke,R)发表的弹性定律
（Lagrange,J.L.) ☆从驻波解推得行波解(严格的数学证明在1811年Fourier 提出函数的级数展开理论后完成)☆建立了离散系统振动一般理论1759年 1762年伯努利（Bernoulli,D.I) 采用无穷阶模态叠加方法得到弦线振动的驻波解 1759年 欧拉（Euler,L.)研究梁的横向振动，导出不同边界条件量的频率方程和模态函数 1744年1751年 伯努利（Bernoulli,D.I) 达朗贝尔(d ’Alembert,J.le R) 采用偏微分方程描述弦线振动而得到波动方程并求出行波解 1746年
振动力学课程论文
振动力学课程读书报告 学号： 姓名：
一、历史演变的简述 结构动力学作为振动理论在工程结构中的应用，是与振动理论的研究同时开始的，在这个领域内早期有影响的著作是德国K-Hohenemser和W-Prager的《结构动力学》，土建工程地震研究和飞机结构动力学是结构动力学早期应用的领域，后来这方面的论文和著作犹如雨后春笋，非常广泛和丰富。近几十年来结构动力学经过了深刻的变化，形成了现代结构动力学。 土木工程中历史上多次桥梁的重大事故使工程界很早就开始了桥梁的振动研究，建筑工程中地震灾害的惨痛教训迫使工程界一开始就把注意力集中到建筑物地震响应的预估上。航海事业的发展导致船舶结构动力学的形成，使人们开始研究板壳的振动。航空和航天工程中由于超声速高空飞行、导弹和航天器的特殊要求，已经把结构动力学作为飞机、火箭和航天器动力设计的基础。对于“结构”的概念，原来指土建的结构如梁、板、刚架、连续梁、拱、烟囱、水塔、厂房排架及筒仓等弹性体和塑性体构成的结构系统。接着扩展到航空的飞机结构、航海的船舶结构，包括了板壳及组合结构。后来又扩展到机械结构，例如轴、齿轮、连杆、支架及机架等三维元式的结构。随着振动理论在工程中应用的日益深入，在分析系统的动力学时把机器的机构以至整个机组系统都作为一个广义的结构系统来进行研究。此外，结构的概念也扩展到地质结构和岩石结构，甚至包括了各种接触问题。所以从现代结构动力学的观汽来看，只要可以从数学形式上可以抽象为弹性力学中一维元、二维元或三维元的系统都可以看作广义的结构系统。 组成结构的材料可以是弹性、塑性及脆性材料，如钢铁、有色金属、木材、橡胶、混凝土、钢筋混凝土、岩石、泥土、高分子聚合物及复合材料等。这些材料，有线性的也有非线性的，另外结构系统的组合特性也就是装配特性也有非线性和线性的差别，因此结构系统由其材料和装配特性决定可以是线性系统也可以是非线性系统，描述结构系统的微分方程也就有线性微分方程和非线性微分方程。结构动力学应包括线性振动和非线性振动。严格地说，工程结构系统的响应都是随机的，只是当随机的因素很微弱时才当作确定性振动来分析。
振动力学课程设计报告材料(2)
振动力学课程设计报告 课设题目：电磁振动给料机的振动分析与隔振设计单位： 专业/班级： 姓名： 指导教师：
一、前言 1、课题目的或意义 通过对结构进行振动分析或参数设计，进一步巩固和加深振动力学课程中的基本理论知识，初步掌握实际结构中对振动问题分析、计算的步骤和方法，培养和提高独立分析问题和运用所学理论知识解决实际问题的能力。 2、课题背景： 1、结构：本设计中，料槽底板采用16mm厚钢板焊接而成，再用筋板加强。料槽衬板采用20mm厚钢板。料槽材料全部采用镇静钢，能承受工作过程中由于振动产生的交变载荷，焊缝不易开裂。 2、工程应用前景：振动给料机用于把物料从贮料仓或其它贮料设备中均匀或定量的供给到受料设备中,是实行流水作业自动化的必备设备分敞开型和封闭型两种，本设计中电磁振动给料为双质体系统，结构简单，操作方便，不需润化，耗电量小；可以均匀地调节给料量为了减小惯性力，在保证强度和刚度的前提下，应尽可能减轻振动槽体的质量。从而使其在实际工程应用中会有非常广泛的前景。 二、振动（力学）模型建立 1、结构（系统）模型简介
O 1 O 0 O 2 123123k k k c c c 、为隔振弹簧，为主振弹簧，、、分别为隔振和主振弹簧的阻尼 4k 、4c 分别为尼龙连接板得等效刚度和阻尼。 0m 为偏心块质量，1m 为给料槽体质量，2m 激振器的振动质量。 R m —输送槽体（包括激振器）的质量，1500kg ；即012R m m m m ++= G m —槽内物料的结合质量。 在实际中系统为离散的，而建立模型后将质量进行集中从而该系统可视为为连续系统，通过上网搜索资料以及书中知识总结并设计出如上所示电磁振动给料机力学模型，其组成为料槽、电磁激振器、减振器、电源控制箱等组成。 2、系统模型参数 （包括系统所必需的几何、质量、等效刚、激励等）
振动力学期末考试试题和答案
振动力学期末考试试题和答案 振动力学(试题) 2008 一、填空(每空2分) 1、设周期振动信号的周期为，则其傅里叶级数的展开的基频为,T ,,, 2、单自由度粘性阻尼系统的阻尼因子与阻尼系数的关系为,,, , 作用下系统响应的稳态振3、单自由度粘性阻尼系统在简谐力ptsin,0 动的幅值为,,, 4、粘性阻尼一周期内所消耗的能量与频率成,,,比。 5、无阻尼多自由度系统的主振型正交关系为,,,,,, 6、写出多自由度系统再频率域的输入与输出之间的关系,,,,, 7、写出瑞利商的表达式,,,,,, r8、多自由度系统中共存在个主固有频率，其相应的主振型,,, 正交。 9、无阻尼多自由度系统，利用里兹法计算出的主振型关于M、K是 否正交,,,,(答是或否) 10、写出如图T-1所示梁的左端边界条件,,,,,,,,,, y L x K 图T-1 二、(20分)系统如图T-2所示，杆AB为刚性、均质，长度为,总L 质量为，弹簧刚度为，阻尼系数为。求系统的固有频率及阻mck
尼因子。 图T-2 三、系统如图T-3所示。求系统的固有频率与主振型。 k k k k k m m m X X X 123 图T-3 四、 五、(20分)简支梁如图T-5所示，弹性模量为E，质量密度为，, 横截面积为A，截面惯性矩为J。求梁在中央受集中弯矩M下的响应。(假设梁的初始状态为零)
图T-5 答案 一、填空(每空2分) 1、周期振动信号的周期为，则其傅里叶级数的展开的基频为 T2/,T 2、单自由度粘性阻尼系统的阻尼因子与阻尼系数的关系为, c ,, 2mk 作用下系统响应的稳态振3、单自由度粘性阻尼系统在简谐力ptsin,0 p10动的幅值为 ,,B222k,,,,，(1)(2) 4、粘性阻尼一周期内所消耗的能量与频率成,正,比。 5、无阻尼多自由度系统的主振型正交关系为加权(M,K)正交: 0()ij,0()ij,,,TTTT ,,,,M,K,,,ijijMij(),Kij(),pipi,, 6、写出多自由度系统在频率域的输入与输出之间的关系 21,其中 xHP()()(),,,,HKMiC()(),,,,,， TXKX7、写出瑞利商的表达式 ()RX,TXMX r8、多自由度系统中共存在个重固有频率，其相应的主振型,,加 权(M,K)正交。 MK9、无阻尼多自由度系统，利用里兹法计算出的主振型关于、是
土木工程试验与检测学习心得
《土木工程结构试验与检测》学习心得 本学期院内开设了一门《土木工程结构试验与检测》的专业选修课，根据自身今后的目标工作定位和实际情况，我有幸选择了这门课程进行修读。通过一个学期课程的学习与现场试验的认知，感觉自己受益匪浅。通过课程学习，明白了结构试验的原理及不同情况下试验的基本方法和对试验数据的处理、分析。通过现场试验的了解与认知，更加清晰的了解了土木工程结构试验与检测的大致实际操作、分析方法。 结构试验既是一门科学又是一种技术，是研究和发展土木工程新结构、新材料、新工艺以及检验结构分析和设计理论的重要手段，在结构工程科学研究和技术创新等方面起着重要作用。 结构试验一般分为研究性试验和鉴定性试验。通过研究性试验，我们不仅可以验证结构计算理论或通过结构试验创立新的结构理论，还可以制定工程技术标准。而作为直接的生产性目的和具体的工程对象的鉴定性试验，我们通过结构试验检验结构、构件或结构部件的质量，确定已建成结构的承载能力，验证结构设计的安全度。故综上所述，我们从结构试验的目的了解到了其不仅为结构理论提供必要的依据，更为实际工程建设的安全、可靠度提供了直接的检测。 在课程理论学习方面，老师从结构静载、动载、非破损检验等方面进行了介绍。而通过理论知识学习，我们从试验规划与设计、试验技术准备、试验仪器的了解、试验实施过程、试验数据处理等方面加强了自身的知识储备。 在通过近14周的理论课程学习之后，我们有幸来到厦门大学漳州校区结构试验室，参观、了解部分建筑结构试验仪器，并在老师的带领下学习使用部分仪器。 结构实验室内拥有振动力学实验台、非金属超声检测分析仪、混凝土回弹仪、单自由度振动台等结构试验仪器。以下就举两个例子做简要说明。 非金属超声检测分析仪为工程检测仪器，为了保证其测量的准确，在测量物表面涂上耦合剂，通过超声波传播的波速就能来进行检测。其主要用于检测岩体及结构混凝土强度、内部缺陷、损伤层厚度、裂缝深度等，可扩展为声波透射法桩基完整性检测仪及混凝土厚度测试仪。而我们通过现场对其的了解和实际操作，让我进一步了解了其工作机理。我认为更为重要的是我明白了如果将我们平时在其它课程
工程力学专业课程设计改革的探索和实践
工程力学专业课程设计改革的探索和实践 ◆林金保 陈艳霞崔小朝马崇山 （太原科技大学） 课程设计是工程力学专业一个重要的实践性教学环节，是理论和工程联系的桥梁。针对我校工程力学专业课程设计改革中存在 的问题和不足进行分析，并提出了改革的思路和方法，以期提升工程力学专业学生的工程素质及驾驭实际工程的能力，增强学生就业的 竞争力。 工程力学课程设计工程素质 力学是自然科学的七大基础学科之一，是联系工程和科学的桥梁，是工程科学的基础，其发展横跨理工，与各行业的结合非常密切。随着时代的进步和社会的发展，特别是近２０年来国际上科学综合性趋势的发展，力学同其他基础学科和技术学科之间产生交叉学科，使得力学专业人才的知识结构逐渐变宽，因此工程力学专业对人才培养必须坚持扎实基础与重视实践相结合的指导思想。然而，目前大多数高校的工程力学专业课程设置和专业培养没有具体的工程背景，直接导致了学生的工程意识薄弱，这也是工程力学专业培养方面面临的最大问题，因此，提高工程力学专业学生的工程素质及解决实际问题的能力，强化实践教学环节尤为重要。 课程设计是高等学校本科专业人才培养方案中一个重要的实践性教学环节，但与毕业设计相比，重视程度远远不够。就目前我校工程力学专业课程设计现状而言，由于开设时间较短，相关经验不丰富，课程设计仍然存在许多缺陷和不足，笔者就此展开了广泛的调研和有益的探索，并提出一些关于课程设计改革的思路和方法，以期有效促进本校工程力学专业课程设计质量上新台阶，进而提升工程力学专业学生的工程素质及驾驭实际工程的能力，增强学生就业的竞争力。 一、工程力学专业课程设计改革现状 力学系列课程现行的教学方法大多是通过各种手段将这些课程的知识传授给学生，最后通过考前复习和考试对其归纳提高。在此过程中，学生多数处于被动、应付状态，难以摆脱从理论到理论，理论脱离实际模式的束缚。学生理论联系实际、独立分析问题、解决实际问题的能力差，这与培养２ｌ世纪人才模式很不适应，力学系列课程的教学改革已是当务之急。目前国内外许多大学的力学相关课程设置了课程设计实践环节，课程设计的数量有所增加。如中南大学的结构力学课程设计，吉林大学的材料力学课程设计，湖南大学的振动力学课程设计，美国的斯坦福大学在理论力学增设了实践环节等，都取得了较好的效果。在增加课程设计数量的同时，一些高校更较重视课程设计内容的改革，如南京航空航天大学的有限元课程设计是针对实际的索拉桥进行分析，在提高学生理论联系实际、独立分析问题与解决实际问题的能力方面作了有益的探索。 我校工程力学专业所设课程主要有ＣＡＤ／ＣＡＭ软件应用、．ｎｅｔ程序设计、理论力学、材料力学、流体力学、振动力学、机械设计基础、结构力学、弹性力学、有限元和工程分析软件及应用等课程，其逻辑性和系统性对于培养学生的分析问题的能力非常有利，但在力学学习过程中，教师和学生会经常遇到一些没有见过的实际问题或力学模型，工程意识和分析、解决实际问题能力较弱的人，往往思前想后不得其解，以至于束手无策；反之，工程意识和分析、解决实际问题能力较强的人则往往能自如应对一切难题。为了培养和提高学生的工程意识和分析解决问题的能力，２００６年开始，我校力学专业开设了课程设计实践教学环节，如“有限元软件应用课程设计”和“工程力学课程设计”，２０１１年又增设了“结构优化设计”和“ＣＡＭ／ＦＥＭ软件应用课程设计”。但总的来讲，力学专业的课程设计综合性较差，特色不明显，课程设计题目的难度、涉及的知识面、能力的培养均有待改进。 二、工程力学专业课程设计改革中存在的问题 目前我校课程设计改革中存在的问题主要表现在以下几个方面：一是课程设计题目和任务书拟定方面，均由指导教师事先确定分派给学生，由于指导教师所掌握的工程资料有限，课程设计的内容和范围局限性较大，题目类型较少，研究方向也较集中，学生并不能根据自身的特点和兴趣爱 好，去选择他们感兴趣的题目进行设计，而是一味进行强迫式学习，完成所谓的设计任务。学生目前经过课程设计后并不能应对就业后工作过程中复杂多样的技术难题。二是课程设计研究内容与工程实际问题有偏差。课程设计都是承接基础理论与工程实际的重要环节，学生非常希望将自己所学的理论应用于实际，在实际中检验自己的知识，但由于学生体会不到理论与实际的联系，课程设计并不能充分调动学生学习主动性和创造性。三是课程设计时间在安排上与课堂教学存在一定的时间间隔。在课程设计过程中，对于理论知识不够扎实的部分学生来说，会有一种惧怕且无从下手的感觉，很难投入足够的精力和时间认真完成课程设计。而课程设计形式基本上是以小组为单位，小组成员围绕一个核心题目完成不同方面的设计任务。由于学生的理论基础和解决实际问题的能力存在差异，“能者多劳”的现象就会出现。如果指导教师指导不到位，检查力度稍低，就很容易出现个别学生不做或少做设计内容，甚至还出现抄袭他人成果的现象。由此可见，工程力学专业课程设计改革的空间较大。 三、工程力学专业课程设计改进的思路与方法 一方面，课程设计应选取具有一定的工程或社会实际背景，体现应用性、先进性、综合性的题目，可以使学生对工程实际问题的复杂性有一个初步认识，检验学生对该课程理论基础知识的理解和掌握程度，培养学生通过综合运用该课程和相关课程的基本理论知识来分析和解决工程实际问题的能力。另一方面，能使学生树立起正确的设计思想，养成实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风和严谨、谦虚的科学学风，更能使学生在自主性、探索性、创造性和合作性方面得到培养。 首先，指导教师应该重视课程设计题目和内容的选择。斯滕豪斯明确指出：教师的身份是“和学生一起学习的学习者”，只有这样，才能通过发现法和探究法而不通过传授法进行教学。在课堂教学过程中，教师不仅要教授理论知识，还要注意理论联系工程实际，通过列举工程实例、设置问题情境等多种方法，让学生感受到理论学习是手段，实际应用才是真正目的。随着社会发展，各种资讯日新月异，教师不能仍保持传统的观念，而必须在教学生涯中通过不断学习搜集和处理更多关于课程内容的相关资讯，熟悉教育改革趋势和重点，更新补充专业知识，提高专业能力；了解该专业学生的学习特点和兴趣爱好。这样，教师才能根据课程内容确定适合教学目标和学生感兴趣的课程设计题目，并且真正做到理论与工程实际的联系、对知识的综合应用、全方位的展开学生的思维和最大限度地解放学生的思想，才能充分调动学生学习的主动性、积极性和创造性，培养学生解决实际问题的能力和应变思维能力。 其次，课程设计应与工程实际相结合，针对不同课程内容及培养目标采用多种形式的课程设计方法。比如枟理论力学枠，它是一门理论性较强的专业技术基础课程，教师在讲解过程中多是针对抽象化理想的力学模型，学生在课堂学习中通常感觉理论知识很好懂，但自己动手练习的时候却无从下手，理论和实际总是联系不到一起。为此，教师在讲授过程中可采用工程实例教学法，即选择一些具有代表性、启发性、时代性的实例，通过学习和讨论，使学生对知识有更深层次的理解，从而激发学生应用知识的热情。教师可以通过布置相关知识的小论文，学生通过查阅资料、撰写小论文的形式，深刻理解力学知识和工程实际问题间的联系。枟材料力学枠课程除可设置实验教学环节外，还可以确定一些简单 （下转第１２０页） ３ ２１