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上海交通大学电院博士课程内容介绍《机械系统动力学及其控制》

上海交通大学 免费考研网/2012-12-28


《机械系统动力学及其控制》

课程代码C035704学分/学时2.0/36开课时间
课程名称机械系统动力学及其控制
开课学院电子信息与电气工程学院
任课教师陈大跃
面向专业仪器工程,机械工程
预修课程机械动力学、自动控制
课程讨论时数0 (小时)课程实验数0 (小时)
课程内容简介

本课程着重介绍机械结构和机械结构的动力学建模以及它们在振动时的各种振动控制方法,整个课程分为三个部分内容: 复杂结构的有限元建模原理及方法有限元方法的数值近似原理和存在的理论基础;有限单元分割的方法和有限元方法建模的步骤,重点介绍三角形单元、四方体单元的建模过程;轴对称问题的建模方法;矩形板单元的有限元建模和曲面坐标下的等参数有限元建模;用达朗贝尔惯性力的原理建立动力学有限元模型;主、付自由度下的动力学有限元模型和近似处理。 复杂机械结构的多柔体动力学建模介绍分析动力学中的哈密顿原理,拉格朗日第一、第二方法,讲述在迪卡尔坐标下的多体质点矢量描述方法,基于有限元模型多柔体动力学建模方法。 机械振动的常用减振、隔振方法主动隔振、被动隔振的原理,讲述不同频段各自隔振策略及隔振系统、隔振器的设计方法;基于电、磁流液体的智能阻尼器半主动隔振原理;各种动力吸振器的调谐吸振原理;基于多重散射的隔振器件的宏观模型;阻尼复合材料在减振、隔振中的作用;防冲器件的工作原理和设计方法。

课程内容简介(英文)

Mechanical structure, dynamics modeling of mechanical structure and many vibration control methods are detailedly introduced in the course.The whole course is consisted of the following three parts: Theory and method of finite element modeling of complicated structure. Numerical value approximation principles and existence theory base of finite element method; Method of finite element partition, modeling procedure of finite element method, modeling process of triangle unit and quadrangle unit are detailedly introduced; Modeling method of axial symmetry; finite element modeling of rectangular sheet unit and isoparametric finite element modeling under surface coordinates; Establishing dynamics finite element model using D'Alember inertia force theory; Finite element model and approximate treatment of dynamics under chief & auxiliary degrees of freedom; Flexible multibody dynamics modeling of complicated mechanical structure.Hamilton theory and Lagrange 1st & 2nd method about dynamics are introduced and analyzed; Description method of multibody particle vector under Descartes coordinates; Flexible multibody dynamics modeling method based on finite element model. Typical vibration attenuation and isolation methods of mechanics vibration.Theory of active and passive vibration isolation systems; Vibration isolation strategy of active and passive vibration isolation systems under different frequency ranges; Design methods of vibration isolation systems and vibration isolators; Semi-active vibration isolation theory of MR/ER dampers; Tuning shock absorption theory of various vibration absorbers; Macroscopic model of vibration absorber based on multiple scattering; Action of damping composite material used in vibration attenuation and vibration isolation; Work theory and design method of shock-proof device.

教学大纲

本课程共用12周的时间讲完有限元部分用5周次时间,其中4周次讲课,要求学生具有材料力学、线性代数的基础,通过讲授希望学生掌握有限元的分割、建模过程、单元选取,为了使学生能够使用有限元程序,专门用1周次课时介绍有限元程序的使用和操作。多柔体动力学建模部分用3周次时间,要求学生具备理论力学的基础,通过学习,了解掌握多柔体动力学的建模方法和过程。振动控制部分计划讲授3周次,要求学生掌握各种振动控制的选用方法,能够根据实际情况,设计隔振、减振方案,合理的选用相关器件,学会减振参数的计算。用1周次的时间进行复习,帮助同学巩固学习内容。

课程进度计划

(无)

课程考核要求

本课程采用考试成绩的评定方式着重考查学生对所讲内容的基础概念和方法的掌握,要求学生通过本课程的学习,为今后的论文阶段或在工作实践中能借助于现有程序,进行设计和计算。

参 考 文 献
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