结构动力学教学大纲.docx

结构动力学 一、课程说明 课程编号： 120737Z10 课程名称：结构动力学 /Structural Dynamics 课程类别：学科基础课 学时/学分： 32/2 先修课程：理论力学，结构力学 适用专业：土木天佑班 教材、教学参考书： 1.包世华编著，结构动力学 .武汉理工大学出版社， 2005 年; 2.R.克拉夫， J.彭津 著；王光远 译，结构动力学（第 2 版） .高等教育出 版社， 2007 年; 3.[美] Roy R. Craig, Jr 著，常岭、李振邦翻译，人民交通出版社， 1996 年; 4.邹经湘主编，结构动力学 . 哈尔滨工业大学出版社， 1996 年。 二、课程设置的目的意义 结构动力学是土木工程天佑班学科基础课，它是结构动力响应分析与计算、 动力学建模、振动控制等的基础，在土木、交通、机械、航空航天等工程领域中 展示了广阔的应用前景。课程设置目的是使是使学生掌握结构动力学基本原理、 概念、 分析方法， 了解土木工程中常用的各类结构的动力性能与分析， 学分析和计算能力， 为相关专业课程及研究工作打下必要的力学基础， 科研提供必要的计算手段。 加强动力 为设计和 三、课程的基本要求 知识： 了解动力问题的基本特性， 掌握动力问题与静力问题的主要差别， 掌 握单自由度体系及多自由度体系的动力学建模及各种激励作用下结构响应的计 算， 连续分布参数体系的动力学分析方法。 学会不同的方法建立体系动力学方程， 为有关专业课程及研究工作打下必要的力学基础。 能力：利用力学定律如牛顿定律、刚度法、柔度法、达朗伯原理等，建立单 自由度体系、 多自由度体系及连续分布参数体系动力学方程， 学会将多自由度体 系转化为单自由度体系求解的分析方法， 培养解决工程问题的能力， 培养创新意 识，提高分析、研究和解决问题的能力。 素质：通过课程学习，培养分析、沟通、交流素质，建立动力学分析到应用 的思维模式。 通过课外导学的模式， 提升自主学习和终身学习的意识， 形成不断 学习和适应发展素质。 第 1 页/ 共 3 页 四、教学内容、重点难点及教学设计 章节 第 1 章 第 2 章 第 3 章 第 4 章 教学内容 结构动力学概 述：结构动力计 算的目的和特 点；动荷载的种 类；体系的动力 自由度；体系振 动时能量的耗散 与阻尼力；建立 振动方程的 方法。 单自由度体系的 振动：振动方程 的建立；单自由 度体系的自由振 动；简谐荷载作 用下的动力后 应；周期荷载作 用下的动力反 应；任意动荷载 作用下的动力 反应。 多自由度体系的 振动；振动方程 的建立；无阻尼 自由振动；多自 由度体系的无阻 尼强迫振动；多 自由度体系的有 阻尼强迫振动； 多自由度体系强 迫振动的数值 解法。 无限自由度（分 布参数）体系的 振动 ；直杆弯曲振动 方程的建立；直 杆弯曲自由振 动；直杆弯曲强 迫振动；直杆的 剪切振动、轴向 振动和扭转振 动；刚架的 振动。 41086总 学时分配 学 讲课 实 时 (含研讨 4 10 8 6 4 10 8 6 结构动力分析的 实用解法；能量 法求自振频率； 第 6 章 集中质量法求自 4 4 振频率；迭代法 求自振频率和主 振型。 第 2 页/ 教学 重点 体系的动 力 自 由 度；体系 振动时能 量的耗散 与 阻 尼 力；建立 振动方程 的方法。 单自由度 体系振动 方程的建 立；方程 的求解； 多自由度 系统的动 力学建模 及响应计 算方法， 振型叠加 法 连续分布 参数系统 的动力学 建模及分 析方法 能量法求 自 振 频 率；集中 质量法求 自振频率 共 3 页 教学 难点 体 系 的 动 力 自 由度；建 立 振 动 方 程 的 方法。 任 意 动 荷 载 作 用 下 的 动 力 反 应 ； Duhamel 积分 多 自 由 度 体 系 的 动 力 学 建 模 及 响 应 计 算 方 法，振型 叠加法 连 续 分 布 参 数 体 系 的 动 力 学 建 模 及 分 析 方 法 能 量 法 求 自 振 频率；集 中 质 量 法 求 自 振频率 教学方案设计 （含教 学