电子科技大学：《振动理论与声学原理 Vibration and Acoustics》课程教学资源（课件讲稿）第一章 振动理论基础（于亚婷）

纳 的 1956 振动理论与声学原理 于亚婷 E-mail:wzwyyt@uestc.edu.cn Office address:主楼C1302 电子科技大学机械与电气工程学院 1

1 于亚婷 E-mail: wzwyyt@uestc.edu.cn Office address:主楼C1302 电子科技大学.机械与电气工程学院

教学目的和内容(Aims and Contents) 振动理论及声学原理是一门研究各种振动现象并在此基础 上总结出各种振动现象的本质和规律，以便于对振动进行 利用或抑制的课程。该门课程所研究的问题在机电领域十 分普遍地存在，因此该课程属于学科基础课程之一。 本课程的教学目的是培养学生了解自然界和工程领域中振 动的基本形态，理解其本质；掌握固有频率和振型的概念， 掌握研究振动现象的基本理论，掌握分析单自由度和多自 由度系统振动的各种基本方法，了解振动能量的波动传播 及声波的基本知识，具备能够使用基本方法解决实际科研 和工程问题的能力。 3

3 教学目的和内容(Aims and Contents) p 振动理论及声学原理是一门研究各种振动现象并在此基础 上总结出各种振动现象的本质和规律，以便于对振动进行 利用或抑制的课程。该门课程所研究的问题在机电领域十 分普遍地存在，因此该课程属于学科基础课程之一。 p 本课程的教学目的是培养学生了解自然界和工程领域中振 动的基本形态，理解其本质；掌握固有频率和振型的概念， 掌握研究振动现象的基本理论，掌握分析单自由度和多自 由度系统振动的各种基本方法，了解振动能量的波动传播 及声波的基本知识，具备能够使用基本方法解决实际科研 和工程问题的能力

振动、波动与声的关系(Why) 口振动 广义振动：任一物理量 (如位移、电流等)在某一位 置附近反复变化。 机械振动：物体在某一位置附近来回作往复运动。 波动 (真空中能听到声音吗？) ■ 振动在介质中传播称为波，各种类型的波有类似的波 动方程。 声波：可以为人耳识别的波。 (20-20000Hz) 声源的振动 弹性媒介振动 声波 气体、固体、液体 4

4 振动、波动与声的关系(Why) p 振动 n 广义振动：任一物理量（如位移、电流等）在某一位 置附近反复变化。 n 机械振动：物体在某一位置附近来回作往复运动。 p 波动 （真空中能听到声音吗？） n 振动在介质中传播称为波，各种类型的波有类似的波 动方程。 p 声波：可以为人耳识别的波。（20-20000Hz） 声源的振动 弹性媒介振动 声波 气体、固体、液体

课程的考核方式(HoW) 口1.考核方式：考查（通过o不通过) 考查成绩=讨论课成绩（过程成绩)+期末成绩 (大作业) 成绩评定：过程成绩（60%)+大作业（40%) 口2.评分细则 课堂讨论：讨论课每次满分10分，按照学生的参与讨论的 积极程度、主题报告质量由任课教师和其他小组分别评价。 学生五人一组，要求每组从6个主题中选择5个主题做课堂 交流，小组内每人担任一次小组长，负责组织课堂交流报 告的准备工作，请在课堂讨论课前将报告发送到指定微信 群，供大家学习讨论。 大作业：根据问题规模、求解效率、准确度、模型正确度、 知识点及知识的综合运用能力进行考核评定成绩。 6 3.提前一周公布研讨课主题

6 课程的考核方式(How) p 1.考核方式：考查（通过or不通过） 考查成绩=讨论课成绩（过程成绩）+期末成绩（大作业） 成绩评定：过程成绩（60%）+大作业（40%） p 2．评分细则 课堂讨论：讨论课每次满分10分，按照学生的参与讨论的 积极程度、主题报告质量由任课教师和其他小组分别评价。 学生五人一组，要求每组从6个主题中选择5个主题做课堂 交流，小组内每人担任一次小组长，负责组织课堂交流报 告的准备工作，请在课堂讨论课前将报告发送到指定微信 群，供大家学习讨论。 大作业：根据问题规模、求解效率、准确度、模型正确度、 知识点及知识的综合运用能力进行考核评定成绩。 p 3．提前一周公布研讨课主题

课堂讨论主题1： 口主题：生活和工程中的振动现象 ▣时间：9月18日(5-6节课) 查阅资料； 口小组讨论15分钟； 口课堂PPT交流与讨论，每组15分钟。 7

课堂讨论主题1： 7 p 主题：生活和工程中的振动现象 p 时间：9月18日（5-6节课） p 查阅资料； p 小组讨论15分钟； p 课堂PPT交流与讨论，每组15分钟

口每次讨论课提前一周确定本小组主讲人，至 少提前研讨课日一天将PPT公布在微信群中， 供大家讨论。 9

9 p 每次讨论课提前一周确定本小组主讲人，至 少提前研讨课日一天将PPT公布在微信群中， 供大家讨论

授课安排(Outline) 第一章振动理论基础 口第二章单自由度系统的自由振动 口第三章单自由度系统的受迫振动 口第四章多自由度系统的振动 口第五章声学基础及其应用 口第六章线性振动系统的近似计算方法 .y 参考教材： 1.机械振动，北京：清华大学出版社，2009 2声学基础，下 南京：南京大学出版社，2010 3.Mechanical vibration (fourth edition)1956,Pretice Hall 10

10 授课安排(Outline) p 第一章 振动理论基础 p 第二章 单自由度系统的自由振动 p 第三章 单自由度系统的受迫振动 p 第四章 多自由度系统的振动 p 第五章 声学基础及其应用 p 第六章 线性振动系统的近似计算方法 参考教材： 1.机械振动，北京：清华大学出版社，2009 2.声学基础，南京：南京大学出版社，2010 3.Mechanical vibration （fourth edition）1956，Pretice Hall

第一章振动理论基础 振动是在日常生活和工程实际中普遍存在的一种 物理现象，也是力学中最重要的研究领域之一， 是从事机械设计、基础设计和结构设计的基础。 12

12 第一章 振动理论基础 振动是在日常生活和工程实际中普遍存在的一种 物理现象，也是力学中最重要的研究领域之一， 是从事机械设计、基础设计和结构设计的基础

振动现象：人类活动 Hear:eardrums vibration See:light waves undergo vibration Breathing:associated with the vibration of lungs; Walking:involves periodic oscillatory motion of legs and hands; Speaking:the vibration of larynges and tongues. 13

振动现象：人类活动 p Hear：eardrums vibration p See: light waves undergo vibration p Breathing: associated with the vibration of lungs; p Walking: involves periodic oscillatory motion of legs and hands; p Speaking: the vibration of larynges and tongues. 13

振动现象一地震 最 地震，群灾之首。强烈 教学楼 的破环性地震将房屋、 水坝、桥梁等建筑物瞬 间摧毁。还会诱发海啸 堰塞湖等次生灾害，给 国家和人民生命财产带 来巨大损失。 日本311大地震

14 振动现象—地震 地震，群灾之首。强烈 的破环性地震将房屋、 水坝、桥梁等建筑物瞬 间摧毁。还会诱发海啸、 堰塞湖等次生灾害，给 国家和人民生命财产带 来巨大损失。日本311大地震