课程名称：《机械系统动力学》
Dynamics of Mechanical Systems
课程学分：1.5学分（24课时）
课程简介：
课程主要介绍机械系统动力学的基本理论、概念与工程应用等。主要内容包括：单自由度系统、两自由度系统、多自由度系统、隔振、动力吸振器等。
本课程主要讲授内容包括：振动的基本概念（简谐振动、周期振动；构成机械振动系统的基本元素；自由度与广义坐标；等等）；单自由度系统（有阻尼与无阻尼系统微分方程的建立以及初始响应的求解；简谐激励与任意激励下的系统响应；积极隔振以及消极隔振的方法）；两自由度系统（广义坐标、模态以及耦合等基本概念；建立两自由度系统的无阻尼自由振动的微分方程以及特征值问题；两自由度系统的强迫振动问题；动力吸振器工作原理与设计方法）；多自由度系统（固有频率、振型、振型的正交性以及主坐标等基本概念；掌握模态分析的概念和方法）。通过对本门课程的学习，使学生能较全面掌握机械振动基本理论、概念与工程应用等，了解相关领域的国际最新研究进展，为今后学习或工作中从事相关科研或技术开发工作奠定良好基础。
主讲人简介：
Chin-An Tan教授现任位于美国韦恩州立大学的机械工程系正教授，同时也是美国机械工程师协会会士（ASME FELLOW），曾任美国韦恩州立大学工程院副院长。他在结构动力学和振动，机电一体化，系统辨识和NVH应用领域经验丰富。Tan教授于加州大学伯克利分校先后获得机械工程的学士学位和博士学位，期间于加州理工学院获得航空学硕士学位。他目前的研究课题包括无人驾驶应用中的动力学建模与控制，车与路／桥梁耦合力学与健康检查，机器人技术，汽车电池制造中的超声波焊接工艺，车辆交互性动力学与连续的结构相互作用和多物理场系统中的波传播及吸收。作为领域内的专家，在这些领域,他发表了超过150篇的学术期刊及会议论文,和一本有关制动研究参考书以及数章专题研究论文。Tan教授已经承担了数个美国联邦和州政府以及其它私人机构资助项目计划的主持人，近年来被聘请为通用科研实验室中电动汽车电池制造的技术顾问。Tan教授曾担任过ASME Applied Mechanics Review和ASME Journal of Vibration and Acoustics副编辑与Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulations 编辑委员会会员。
授课对象：面向机械工程学院、竺可桢学院、大三/四本科生
授课时间：8月19日至8月31日，具体安排见下表
课程内容
Unit (课程单元) 135 min | Topic |
1 | Introduction; Basic concepts of vibration, modeling, and numerical solutions; Free vibration of undamped SDOF systems; Energy method |
2 | Free vibration of damped SDOF systems; Basic concepts of mechanical damping |
3 | Forced vibration of damped SDOF systems; Vibration isolation and applications |
4 | Modeling and free vibration of 2DOF systems; Natural frequencies and normal modes |
5 | Forced vibration of 2DOF systems |
6 | Lagrange’s equations Free vibration of MDOF systems; Modal analysis of proportionally damped systems |
7 | Forced vibration of MDOF systems MATLAB simulation examples |
8 | Course wrap-up; Introduction to vibration of nonlinear systems: stability analysis; Discussion of project on the vibration control of a nonlinear structural system |
Assignments/Quiz/Final Exam |
SDOF = single-degree-of-freedom
MDOF = multiple-degree-of-freedom
课程时间安排
Date 授课日期 | Time 授课时间 | Unit 课程单元 | Place 地点 |
Monday, Aug. 19 8月19日，星期一 | 10:00-12:25 | 1 | 有待安排 |
Tuesday, Aug. 20 8月20日，星期二 | 10:00-12:25 | 2 | 有待安排 |
Wednesday, Aug. 21 8月21日，星期三 | 10:00-12:25 | 3 | 有待安排 |
Thursday, Aug. 22 8月22日，星期四 | 10:00-11:30 | Office hours 没课：答疑，写作业 | 有待安排 |
Friday, Aug. 23 8月23日，星期五 | 10:00-12:25 | 4 | 有待安排 |
Saturday, Aug. 24 8月24日，星期六 | Email形式 | Office hours 答疑，写作业 | --- |
Monday, Aug. 26 8月26日，星期一 | 10:00-12:25 | 5 | 有待安排 |
Tuesday, Aug. 27 8月27日，星期二 | 10:00-12:25 | 6 | 有待安排 |
Wednesday, Aug. 28 8月28日，星期三 | 10:00-12:25 | 7 | 有待安排 |
Thursday, Aug. 29 8月29日，星期四 | 10:00-12:25 | 8 | 有待安排 |
Saturday, Aug. 31 8月31日，星期六 | 10:00-12:25 | Final Exam 期末考试 | 有待安排 |
Monday, Sept. 2 9月2日，星期一 | 23:59前 | Project due 大作业提交 | --- |
注：课堂上会安排小测验 (quiz)