Рабочая программа дисциплины сд. 04 \" Аналитическая динамика и теория колебаний\" для очной подготовки дипломированных специалистов направления 651500 \"Прикладная механика icon

Рабочая программа дисциплины сд. 04 " Аналитическая динамика и теория колебаний" для очной подготовки дипломированных специалистов направления 651500 "Прикладная механика



Смотрите также:
Федеральное агентство по образованию


Южно-Уральский государственный университет


Кафедра "Прикладная механика, динамика и прочность машин"


СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ:

Заведующий кафедрой Декан физического факультета

"Прикладная механика, динамика и Доктор физ.-мат. наук, проф.

прочность машин" _____________Кундикова Н.Д.

Доктор технических наук, проф.

_______________Чернявский А.О. _______________2006 г.

_____________________2006г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


дисциплины СД.04 "Аналитическая динамика и теория колебаний"

для очной подготовки дипломированных специалистов

направления 651500 "Прикладная механика

специальности 1503016500 "Динамика и прочность машин"

"


Факультет – "Физический"

Кафедра-разработчик – "^ Прикладная механика, динамика и прочность машин"


Рабочая программа соответствует государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования для специальности 1503016500, введенному в действие 14.04.2000 г.


Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры "Прикладная механика, динамика и прочность машин", протокол № от 2006г.


Зав. кафедрой ПМиДПМ,

д.т.н., профессор ________________ Чернявский А.О.


Ученый секретарь

к.т.н., доцент _________________Хрипунов Д.В.


Разработчик программы

к.т.н., профессор _________________ Слива О.К.


Челябинск

2006

ВВЕДЕНИЕ


Объем дисциплины и виды учебной работы


Объем дисциплины "Аналитическая динамика и теория колебаний" и виды учебной работы по ее освоению в соответствии с учебным планом и ГОС приведены в табл.1.


Таблица 1 – Состав и объем дисциплины

Вид учебной работы

Всего часов

Распределение по семестрам, час.







V сем

VI сем

VII сем

Общая трудоемкость дисциплины

289

79

83

127

Аудиторные занятия:

174

54

48

72

Лекции (Л)

122

36

32

54

Практические занятия (ПЗ)

26

9

8

9

Лабораторные работы (ЛР)

26

9

8

9

Самостоятельная работа студентов

115

25

35

55

Курсовая работа (КР)










кр

Вид итогового контроля




Зачет

Экзамен

Экзамен



^ 2. Требования к обязательному минимуму содержания

основной образовательной программы

Фрагмент ГОС высшего профессионального образования по специальности 0711 – "Динамика и прочность машин".

Индекс

Наименование дисциплины и ее основные разделы

Всего часов

СД.00

Специальные дисциплины




СД.04

^ Аналитическая динамика и теория колебаний

Основные положения аналитической механики. Обобщенные силы и обобщенные координаты. Вариационные принципы. Уравнения Лагранжа и Гамильтона; их применение к решению прикладных задач. Теория колебаний линейных систем. Вынужденные установившиеся и неустановившиеся колебания линейных систем. Метод главных координат. Приближенные методы определения собственных частот. Методы динамических податливостей и жестокостей. Кинематическое возбуждение колебаний. Резонансные и антирезонансные режимы колебаний. Динамические гасители колебаний. Параметрические колебания. Основы теории нелинейных колебаний: свойства нелинейных колебательных систем; аналитические методы теории нелинейных колебаний. Устойчивость нелинейных колебаний. Автоколебания; методы исследования автоколебательных систем (метод возмущений, Ван-дер-Поля, Крылова-Боголюбова). Введение в современную нелинейную динамику. Периодические и хаотические аттракторы, бифуркации и катастрофы. Колебания систем с распределенными параметрами: свободные и вынужденные колебания стержней, стержневых систем, пластин и оболочек.

289



Аналитическая динамика и теория колебаний

Семестр VII

Лекции 54

Практика 9


Лабораторные занятия 9
^

Краткое содержание лекций и рекомендуемая литература


Лекция 1. Динамическая система и ее Фазовый портрет. Вектор состояния, фазовое пространство, фазовые траектории и их свойства.


Лекция 2. Нелинейные системы. Примеры. Характеристики восстанавливающих сил: симметричные – несимметричные, жесткие – мягкие. Свободные колебания нелинейной консервативной системы. Метод фазовой плоскости. Особенность свободных колебаний нелинейной системы.


Лекция 3. Метод гармонического баланса. Скелетная кривая. Форма колебаний нелинейной системы с одной степенью свободы.


Лекция 4. Свободные колебания нелинейной системы. Способ прямой линеаризации при симметричной и несимметричной характеристиках восстанавливающей силы.


Лекция 5. Вынужденные колебания нелинейной системы при гармоническом возбуждении. Метод гармонического баланса. Метод медленно меняющихся амплитуд. Энергетическая оценка достижимых амплитуд.


Лекция 6. Субгармонические колебания в нелинейных системах. Особенности вынужденных колебаний нелинейных систем.


Лекция 7. Параметрические колебания. Примеры параметрических систем. Энергетические соотношения при параметрических колебаниях. Уравнения Хилла, Мейснера и Матье. Диаграмма Айнса-Стретта.


Лекция 8. Влияние вязкого трения на параметрические колебания. Построение границ устойчивости. Устойчивость обращенного маятника.

Лекция 9. Колебания стержней с распределенной массой. Свободные продольные колебания призматических стержней. Вывод уравнений движения. Граничные условия. Определение собственных частот и форм колебаний. Крутильные колебания валов круглого поперечного сечения.


Лекция 10. Поперечные колебания призматических стержней. Граничные условия. Определение собственных частот и форм.


Лекция 11. Расчет поперечных колебаний балок с несколькими участками. Поперечные колебания балок в случае нулевых частот.


Лекция 12. Изгибно-продольные и изгибно-крутильные колебания плоско-пространственных рам. Уравнения форм колебаний. Геометрические и силовые условия сопряжения.


Лекция 13. Влияние продольных сил, поперечного сдвига и инерции осевого движения элементов балки на её поперечные колебания.


Лекция 14. Вынужденные изгибные колебания стержней. Метод разложения по собственным формам. Свойства вынужденных колебаний. Определение перемещений и напряжений. Метод непосредственного решения.


Лекция 15. Вынужденные динамические перемещения при продольных колебаниях призматических стержней. Исследование вынужденных колебаний методом главных координат. Случаи силового и кинематического возбуждения.


Лекция 16. Виброскорость – критерий вибронагруженности стержневых систем при продольных, крутильных и изгибных колебаниях.


Лекция 17. Свободные и вынужденные колебания стержней при наличии вязкого трения. Случай гистерезисного трения. Гипотеза Е.С. Сорокина. Способы повышения демпфирующих свойств стержневых систем.

Лекция 18.Колебания, вызываемые подвижной нагрузкой. Распространение волн продольной деформации. Случай внезапного приложения силы.

Лекция 19. Приближенные и численные методы расчета колебаний стержней. Методы Рэлея и Ритца. Выбор базисных функций. Приведение масс. Формула Донкерлея.


Лекция 20. Методы динамических податливостей и динамических жесткостей. Случаи односвязной и многосвязной систем. Расчет собственных и вынужденных колебаний.


Лекция 21. Колебания круговых колец. Колебания в плоскости кольца. Колебания, перпендикулярные плоскости кольца.


Лекция 22. Колебания пластин. Уравнения движения пластины постоянной толщины. Круглая пластина постоянной толщины. Формы колебаний круглых пластин. Расчет собственных частот и форм колебаний.


Лекция 23. Бегущие волны в круглых пластинах. Критические частоты вращения дисков паровых и газовых турбин. Резонансные диаграммы.


Лекция 24. Колебания прямоугольной пластины постоянной толщины. Точные решения. Асимптотический метод расчета пластин.


Лекция 25. Колебания оболочек. Случаи использования теории оболочек без растяжения срединной поверхности и безмоментной теории.


Темы практических занятий.

1. Построение характеристики восстанавливающей силы нелинейной системы и скелетной кривой методом прямой линеаризации.

2. Составление геометрических и силовых условий сопряжения при изгибно-продольных и изгибно-крутильных колебаниях рам.

3. Вынужденные изгибные колебания стержней. Метод разложения по собственным формам. Обобщенные вынуждающие силы. Ортогональность сил и собственных форм частотного уравнения.

4. Применение методов Рэлея – Ритца и формулы Донкерлея для приближенной оценки собственных частот стержней.

5. Применение метода динамических податливостей в расчете собственных и вынужденных колебаний сложных систем.


Лабораторные работы.

1. Лабораторная работа №8, [5]– Поперечные колебания стержня с продольной силой.

2. Лабораторная работа №9, [5] – Вынужденные колебания нелинейной системы.

3. Лабораторная работа №12, [5] – Параметрические колебания обращенного маятника .

4. Лабораторная работа №13, [5] – Изгибные колебания круглой пластины постоянной толщины.

Домашние задания.

1. Задача № 9, [6] – Поперечные колебания однопролетной балки.

2. Задача № 10, [6]– Поперечные колебания балки с двумя участками.

3. Задача № 11, [6]– Собственные колебания рамы.

4. Задача № 12, [6] — Вынужденные изгибные колебания балки.

^
Курсовая работа

Исследование колебаний нелинейной механической системы.


Рекомендуемая литература.

Основная


1. В.Л. Бидерман. " Теория механических колебаний" - М.: Высшая школа, 1980.

2. М. М. Ильин, К.С. Колесников, Ю.С. Саратов. Теория колебаний: Учеб. для вузов. – М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2001. – 272с.

3. С.П. Тимошенко, Д.Х. Янг, У. Уивер. "Колебания в инженерном деле". М.; Машиностроение,1985.

4. В.А. Светлицкий. "Задачи и примеры по теории колебаний"

Часть II, М.: изд. МГТУ, 1998, 262 с.

5. О.К. Слива. "Теория колебаний". Учебное пособие к лабораторным работам." Челябинск, изд. ЧГТУ, 1994, 69 с.

6. В.А. Романов, О.К. Слива. Аналитическая динамика и теория колебаний. Учебное пособие. Челябинск, изд. ЮУрГУ, 2003.


Дополнительная

1. В.В. Мигулин, В.И. Медведев, Е.П. Мустель, В.Н. Парыгин.

"Основы теории колебаний." - М.: Наука, 1988, 391 с.

2. Я.Г. Пановко. "Введение в теорию механических колебаний". М.: Наука, 1980.

3. Ю.И. Неймарк, Н.Я. Коган, В.П. Савельев. "Динамические модели теории управления". М.: Наука, 1985, 399.

4. Дж. П. Ден-Гартог. М.; Физматгиз, 1960.

5. Вибрации в технике. Справочник в 6 томах. М.; "Машиностроение", 1981.



Скачать 96,66 Kb.
Дата конвертации25.10.2013
Размер96,66 Kb.
ТипРабочая программа
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rud.exdat.com


База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2012
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Документы