不确定
地震荷载 其他无法确定变化规律的荷载
另一种分类
按激励的有无和性质，振动可以分为： 固有振动 无激励时系统所有可能的运动集合（不是现实的振动，仅反
映系统关于振动的固有属性）
自由振动 激励消失后系统所做的振动（现实的振动）
强迫振动 系统在外部激励作用下所做的振动
随机振动
系统在非确定性的随机激励下所做的振动，例如行驶在公路 上的汽车的振动
– 知识要点：结构被动控制、主动控制的基本概念。常用主动 控制方法的原理。结构主动控制在机械、土木结构工程中应 用简介。
– 重点难点：理解各种控制方法的原理及其具体实现。 – 教学方法：课堂讲授与引导讨论相结合。
主要参考书： • 刘延柱.振动力学.北京：高等教育出版社,1998 • 倪振华. 振动力学. 西安：西安交通大学出版社，1989 • 张准、汪凤泉. 振动分析.南京：东南大学出版社，1991 • 陈予恕.非线性振动. 天津：天津科技出版社，1983 • 龙驭球等编著.《结构力学》下册. 北京：高等教育出版 社，1994
第一章 概 论
§1-1 动荷载及其分类 - 从广义上讲，如果表征一种运动的物理量作时而增大时而减
小的反复变化，就可以称这种运动为振动。
- 如果变化的物理量是一些机械量或力学量，例如物体的位移 、速度、加速度、应力及应变等，这种振动便称为机械振动 。
- 各种物理现象，诸如声、光、热等都包含振动
（1）心脏的搏动、耳膜和声带的振动，（2）桥梁和建筑物在风和 地震作用下的振动，（3）飞机和轮船航行中的振动，（4）机床和 刀具在加工时的振动
对象－刚体系统
结构动力学是研究动荷作用下结构动力响 应规律的学科。
对象－变形体系统
三、学习目的
- 许多情况下，振动是有害的 - 它常常是造成机械和结构破坏和失效的直接原因
例如：1940年美国的Tacoma Narrows吊桥可看视频。
1972年日本海南电厂的一台66万千瓦的气轮发电机组 美国第一颗人造卫星“探险者I号” ，“国际通讯卫星V号 ” 振动会影响精密仪器的功能，降低加工精度，加剧构件疲劳和磨损 桥梁因振动而倒塌，飞机机翼的颤振、机轮的抖振而造成事故 强烈的振动噪声而形成严重公害………请同学举例
结构 （系统）
第二（系统）
-----正问题
输出 （动力响应） -----反问题
输出 （动力响应）
第三类问题：荷载识别。
输入 （动力荷载）
结构 （系统）
第四类问题：控制问题
输入 （动力荷载）
结构 （系统）
控制系统 （装置、能量）
-----反问题 输出
– 教学方法：课堂讲授与引导讨论相结合
• 第六章 结构反应谱与地震荷载计算（8学 时）
– 知识要点：结构反应谱、单自由度和多自由度地震 荷载计算公式、规范中地震荷载计算公式。
– 重点难点：理解地震荷载计算公式原理及其在工程 抗震中的具体应用。
– 教学方法：课堂讲授与引导讨论相结合。
• 第七章 结构振动控制的基本概念（8学时）
（动力响应）
-----控制问题
输出 （动力响应）
2. 振动力学与结构动力学的任务
讨论体系在动力荷载作用下响应的分析方法。寻找系统固有动力特 性、动力荷载和系统响应三者间的相互关系，即系统在动力荷载作用下 的响应规律，为系统的动力可靠性（安全、舒适）设计提供依据。
§1-2 弹性系统的动力自由度
一. 自由度的定义 确定体系中所有质量位置所需的独立坐标数，称作体系的动力自由度数。
振动力学与结构动力学第一章 详解演示文稿
优选振动力学与结构动力学第 一章
• 第三章 多自由度系统振动（10学时）
–知识要点：固有频率、模态或主振型、模态或主振 型叠加法、工程减阻知识及对阻尼的处理（第二章 中初步认识）、结构动力方程的逐步积分法。
–重点难点：重点为固有频率、主振型的计算，模态 或主振型叠加；难点在于主振型或模态的深刻理解， 及模态或主振型叠加。
二. 自由度的简化 实际系统都是无限自由度体系，这不仅导致分析困难，而且从工程
角度也没必要。常用简化方法有：
- 振动也有它积极的一方面，是可以利用的
例如： 振动是通信、广播、电视、雷达等工作的基础 工业用的振动筛、振动沉桩、振动输送、地震仪等 。。。。。请同学举例
四、振动力学与结构动力学的研究内容和任务
1.振动力学与结构动力学的研究内容 当前的研究内容为: 第一类问题：响应分析（体系动力计算）
输入 （动力荷载）
–教学方法：课堂讲授与引导讨论相结合
• 第四章 连续体系统振动（10学时）
–知识要点：杆的纵向振动、杆的扭转振动及梁的横 向振动。
–重点难点：重点包括杆的纵向振动、杆的扭转振动 及梁的横向振动。难点是分析连续系统振动的方法， 包括解析方法和几种重要的近似方法如集中质量法， 模态叠加法及有限单元法等。
一.动荷载的定义 大小、方向和作用点随时间变化;在其作用下，体系上的惯性力
与外荷比不可忽视的荷载。
自重、缓慢变化的荷载，其惯性力与外荷比很小，分析时仍视作
静荷载。 静荷只与作用位置有关，而动荷是坐标和时间的函数。
二.动荷载的分类 确定
动荷载
周期 非周期
简谐荷载
非简谐荷载 冲击荷载 突加荷载
其他确定规律的动荷载 风荷载
–教学方法：课堂讲授与引导讨论相结合
第五章 振动系统的频率和振型的实用计算（8 学时）
知识要点：线性多自由度系统自由振动问题归结为 刚度矩阵和质量矩阵的广义本征值问题。其数值计 算的方法主要有瑞利法、幂法、里茨法、矩阵迭代 法（子空间迭代法）及伽辽金法。
– 重点难点：理解各种近似解法的思想及其具体实现 步骤。
自激振动 系统在自身控制的激励作用下的振动
参数振动 激励以系统本身的参数随时间变化的形式出现的振动，例如
秋千被越荡越高。秋千受到的激励以摆长随时间变化的形式 出现，而摆长的变化由人体的下蹲及站立造成
自激振动：激励是受系统振动本身控制的，在适当的反馈作用下，系统将自动 的激起定幅的振动。
振动力学－借助数学、物理、实验和计算技 术，探讨各种振动现象，阐明振动的基本规 律，以便克服振动的消极因素，利用其积极 因素，为合理解决各种振动问题提供理论依 据的一门学科。