附件1中国民航大学研究生课程教学大纲 - 高等结构动力学课程教学大纲.doc
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《高等结构动力学》教学大纲
课程英文名称
AdvancedStructuralDynamics
开课院系
航空工程学院
课程类别
学科选修课
授课对象
学术型
授课方式
1.讲授类2.研讨类5.双语类
课程总学时
36
课程总学分
2
开课学期
2
适用专业
航空宇航科学与技术
预修课程
弹性力学；有限元法；弹性力学
主讲教师1
李伟
职称
讲师
主讲教师2
卢翔
职称
副教授
课程简介（500字以内）：
结构动力学，也可称作机械振动，广泛地应用于工程领域的各个学科，诸如航空工程，航天工程，机械工程，能源工程，动力工程，交通工程，土木工程，工程力学等等。作为固体力学的一门主要分支学科，结构动力学起源于经典牛顿力学，主要研究研究结构系统在动力荷载作用下的位移和应力的分析原理和计算方法。
该课程系统和全面地阐述了结构动力学的基础理论和基本方法，立足于研究引起结构系统振动的深层内因，以及外因与内因相互作用的机理，涉及工程实际中的复杂结构系统和复杂结构动力学问题，是振动力学的理论和方法在一些复杂工程问题中的综合应用和发展，不仅为认识结构振动的物理本质、分析结构动力学特性、设计动力学环境下的承载结构提供了理论依据和实用方法，也为解决结构的振动控制问题奠定了分析的理论基础，提供了设计的技术途径。
课程教学目标与基本要求：
本课程是面向航空宇航科学与技术专业研究生的选修课，它立足于解决与结构振动相关的工程实际问题，又具有较系统的理论体系。通过各个教学环节，使学生掌握结构振动的基本规律，能够运用结构振动的基本原理和基本方法去分析和解决与结构振动相关的工程实际问题。
具体要求了解和掌握：
结构动力学研究的主要对象，特点以及重要性；
结构动力学的基本理论、动力学方程建立的方法、物理意义；
运动学方程的解析和数值分析方法；
结构动力学在飞机结构设计与分析中的应用。
课程考核方式和成绩计算评定：
1．考核方式：考试（）；考查（√）
2．成绩评定：
总评成绩构成：平时考核（30）％；中期考核（0）％；期末考核（70）％
平时成绩构成：考勤考纪（30）％；作业（30）％；读书报告（40）％
实践环节（0）％；其他（0）％
课程内容及详细教学计划：
授课内容（细化到章、节、目）
教学目标
授课模式（指传统讲授、讨论、多媒体教学等）
第一章：概论（2学时）
课程内容和目标；
动力学的定义和类型；
结构动力学计算的特点；
动力分析中结构的离散方法；
了解结构动力学发展史；
掌握动力载荷的特点；
掌握结构动力学分类及研究范围；
了解结构的三种离散方法。
讲授、多媒体教学
第二章：动力学基础（4学时）
广义坐标与动力自由度；
功和能；
虚位移、阻尼力及惯性力；
达朗贝尔原理、虚功原理、汉密尔顿原理；
Lagrange方程；
重力对动力学方程的影响。
理解动力自由度的概念；
了解动力载荷的特点；
掌握动力学方程建立的方法；
理解动力学Lagrange方程。
讲授、多媒体教学
第三章：单自由度系统（8学时）
单自由度体系的组成与基本分析方法；
单自由度体系无阻尼自由振动分析；
单自由度体系的简谐响应
单自由度体系有阻尼自由振动分析；
单自由度体系受迫振动分析。
1.掌握单自由度系统运动方程的建立方法；
2.掌握单自由度有阻尼和无阻尼系统的自由振动分析方法；
3.掌握单自由度系统受迫振动的分析方法。
讲授、多媒体教学、课堂讨论
第四章：多自由度系统（10学时）
两自由度体系的振动分析；
多自由度体系的无阻尼自由振动分析；
多自由度体系的振动叠加法；
结构中的阻尼矩阵和刚度矩阵建立方法。
掌握多自由度系统运动方程的建立和分析方法；
掌握多自由度体系固有模态的求解和基本特性。
讲授、多媒体教学、课堂讨论
第五章：有限单元法（6学时）
有限单元法在结构动力学中的应用；
有限元法在动力学分析中的一般步骤；
刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵；
运动方程的求解。
了解有限单元法在结构动力学中的应用；
掌握刚度矩阵、质量矩阵以及阻尼矩阵建立的有限元法；
掌握多自由度系统的有限元求解法。
讲授、多媒体教学、课堂讨论
第六章：连续系统（6学时）
汉密尔顿原理和Lagrange方程；
梁结构的振动分析；
板壳结构的振动分析。
1.掌握汉密尔顿原理和Lagrange方程；
2.掌握梁、板、壳结构的运动方程建立及动力学特性。
讲授、多媒体教学、课堂讨论
教材及教学参考资料
教材
序号
教材名称
编著者
出版单位
出版时间
1
DynamicsofStructures
R.W.Clough
McGraw-Hill
1995
参考资料
序号
参考资料名称
编著者
出版单位
出版时间