“结构动力学”是理工科高等院校涉及振动问题相关的重要专业课程,在力学、航空航天、土建、交通等大类专业中一般用“结构动力学”作为课程名称,力学类专业还有用“振动力学”的。在机械、能源动力等专业中一般称为“机械振动”。主要讲述结构振动问题建模、分析的理论方法,以及结构在各种典型动载荷作用下的振动规律。包含将工程结构建模为单自由度、多自由度、连续弹性体的解析分析方法,以及工程结构振动的近似分析方法等。这些知识是解决航空航天、机械、能源动力、土建、交通等工程中振动问题的核心理论与方法,通过本课的学习,能定量或定性地认识工程结构振动运动规律,解释振动现象,掌握振动控制的基本原理,能对工程结构进行动力学优化设计、故障分析与诊断。
通过本课的学习,能对工程振动问题进行理论建模及分析,定量或定性地认识工程结构振动运动规律,解释振动现象,掌握振动控制的基本原理,能掌握工程结构动力学优化设计、故障分析与诊断、振动控制产品研发所必需的理论基础。
第零讲 结构动力学绪论
1. 基本概念和典型的工程振动问题 (8:32)
2. 结构振动问题的分析步骤、简单分类 (8:10)
本讲课件
第一讲 单自由度系统:模型建立和振动分析
1. 单自由度系统振动数学建模 (10:12)
2. 多个弹性元件的等效刚度——弹簧的串并联 (10:00)
3. 实际弹簧的等效质量、无阻尼自由振动 (11:36)
4. 有阻尼自由振动 (8:14)
5. 无阻尼简谐激振 (8:23)
本讲课件
第二讲 单自由度系统:有阻尼简谐激振、频响函数和各力做功
1. 有阻尼简谐激振 (8:08)
2. 稳态响应及频响函数 (11:01)
3. 稳态响应下各力做功及基础激励 (8:28)
本讲课件
第三讲 单自由度系统:周期激振、单位脉冲激振、单位阶跃激振和冲击响应谱
1. 周期激振 (7:18)
2. 单位脉冲激振 (6:00)
3. 单位阶跃激振 (3:46)
4. 冲击响应谱 (7:19)
本讲课件
第四讲 单自由度系统:任意激振和阻尼
1. 任意激振 (6:00)
2. 阻尼(I) (7:06)
3. 阻尼(II) (9:58)
4. 阻尼(III) (6:36)
本讲课件
单元测验(一):单自由度系统
第五讲 多自由度系统:力学建模以及数学建模
1. 力学建模、数学建模方法简介 (8:08)
2. 牛顿第二定律 (8:12)
3. 达朗贝尔原理 (4:57)
4. 基于第二类拉格朗日方程的数学建模 (16:21)
本讲课件
第六讲 多自由度系统:无阻尼自由振动直接求解
1. 两自由度系统无阻尼自由振动 (12:00)
2. n自由度系统无阻尼自由振动 (8:50)
本讲课件
第七讲 多自由度系统:无阻尼自由振动模态叠加法、有阻尼受迫振动直接求解
1. 振型正交性和线性无关性 (5:14)
2. 无阻尼自由振动模态叠加法 (8:30)
3. 模态叠加法补充 (12:06)
4. 两自由度有阻尼受迫振动直接求解 (8:28)
5. 动力吸振器的设计 (11:46)
6. 动力吸振器设计目标 (7:14)
本讲课件
第八讲 多自由度系统:有阻尼受迫振动模态叠加法、频响函数和脉冲响应函数以及刚体模态
1. 有阻尼受迫振动模态叠加法 (8:07)
2. 频响函数和脉冲响应函数 (8:31)
3. 刚体模态 (6:50)
本讲课件
单元测试(二):多自由度系统
第九讲 连续体结构:杆的纵向振动和圆轴的扭转振动
1. 直杆纵向振动建模 (8:46)
2. 直杆纵向振动特性分析 (9:40)
3. 直杆纵向自由振动响应分析 (5:50)
4 圆轴扭转振动 (6:26)
本讲课件
第十讲 连续体结构:梁的横向振动(上)
1. 梁横向振动微分方程与通解 (8:45)
2. 梁横向振动特性分析 (10:00)
3. 梁弯曲自由振动响应分析 (5:55)
4. 轴向力对梁振动的影响 (7:56)
本讲课件
第十一讲 连续体结构:梁的横向振动(下)
1. 剪切变形和转动惯量对梁振动的影响(一)(8:29)
2. 剪切变形和转动惯量对梁振动的影响(二)(8:54)
3. 振型函数的正交性和受迫振动 (14:04)
本讲课件
单元测试(三):连续体振动精确解法
第十二讲 连续体振动的近似解法:假设振动形态类方法
1. 瑞利法 (14:52)
2. 假设模态法 (14:37)
本讲课件
第十三讲 连续体振动的近似解法:空间离散类方法
1. 集中质量法 (9:33)
2. 有限元法 (18:07)
本讲课件
第十四讲 结构动力学分析的数值方法:多自由度结构动特性近似计算
1. 乔莱斯基分解和标准特征值问题的雅可比法 (16:42)
2. 标准特征值问题的瑞利法 (11:03)
3. 多自由度系统振动特性数值方法总结 (9:17)
本讲课件
第十五讲 结构动力学分析的数值方法:多自由度结构动响应数值计算方法
1.中心差分法和纽马克方法 (13:39)
2. 广义α方法 (11:47)
本讲课件
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