Ship Vibration
0.3 振动问题的提法
激励
响应 系统
（输入）
（输出）
振动问题按这三个环节可分为三类问题 第一类：已知激励和系统，求响应； 第二类：已知激励和响应，求系统； 第三类：已知系统和响应，求激励。
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0.3 振动问题的提法
激励
（输入）
√
系统
√
响应
（输出）
?
第一类：已知激励和系统，求响应 正问题；动力响应分析 主要任务是验算结构、产品等在工作时的动力响应 （如位移、应力等）是否满足预定的安全要求和其 它要求。 在产品设计阶段，对具体设计方案进行动力响应验 算，若不满足预定要求再作修改，直到达到要求而 最终确定设计方案，这一过程就是所谓的振动设计。
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0.3 振动问题的提法
激励
（输入）
?
系统
√ √
响应
（输出）
第三类：已知系统和响应，求激励 第二类逆问题；环境预测 例如：为了避免产品在公路运输中的损坏，需要 通过实地开车记录汽车振动和产品振动，来估计 运输过程中的振动环境是怎样的，运输过程对于 产品是怎样的一种激励，这样才能有根据的为产 品设计可靠的减振包装。
0.3 振动问题的提法
0.4 振动系统
0.5 振动问题的分类
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第0章 绪论
0.1 基本概念
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0.1 基本概念
振动：从广义上讲，如果表征某种运动的物理量 作时而增大时而减小的反复变化，这种运动就可 以称为振动。 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、应力及应变等等， 这种振动便称为机械振动。 振动是自然界最普遍的现象之一。例如： （1）船舶和飞机在航行中的振动； （2）桥梁和建筑物在风和地震作用下的振动； （3）机床和刀具在加工时的振动； （4）心脏的搏动、耳膜和声带的振动。
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0.5 振动问题的分类
按激励特性来划分： （1）自由振动 （2）强迫振动 （3）自激振动 （4）参激振动 激励是系统自身含随时间变化的参数，这种激励 所引起的振动。例如秋千被越荡越高。秋千受到 的激励是摆长，摆长随时间变化，摆长的变化由 人体的下蹲及站立造成。 本课程仅介绍自由振动和强迫振动。
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0.3 振动问题的提法
激励
（输入）
√
系统
?
响应
（输出）
√
第二类：已知激励和响应，求系统 第一类逆问题；系统识别，系统辨识 主要任务是估计系统的物理参数（如质量、刚度 和阻尼系数等）和系统振动的固有特性（如固有 频率、固有振型等）。 以估计系统的物理参数为任务的叫做物理参数辨 识，以估计系统振动的固有特性为任务的叫做模 态参数辨识或者试验模态分析。
船体振动学
1 课程内容 2 课程目标
3 课程基本要求
4 参考教材
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船体振动学
1．课程内容 本课程由振动力学的基本理论和船体振动两部 分组成。 2．课程目标 掌握振动力学的基本理论和计算方法，能够对 单自由度系统、简单的多自由度系统和简单的弹 性梁进行自由振动的计算和强迫振动的计算。 掌握船体振动的实用计算方法，能够对船体及 其局部结构进行自由振动的计算和强迫振动的计 算。
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0.1 基本概念
各个不同领域中的振动现象虽然各有特色，但往 往有着相似的数学力学模型。正是在这种共性的 基础上，有可能建立一种统一的理论来处理各种 振动问题。 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，利用振动的积极因素，为 合理解决各种振动问题提供理论依据。
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0.5 振动问题的分类
按系统特性或运动微分方程的类型来划分： （1）线性振动 系统的运动微分方程为线性方程的振动。相应的 系统称为线性系统。线性振动的一个重要特性是 线性叠加原理成立。 （2）非线性振动 系统的运动微分方程为非线性方程的振动。相应 的系统称为非线性系统。对于非线性振动，线性 叠加原理不成立。 本课程仅介绍线性振动。
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船体振动学 3．课程基本要求 （1）掌握无阻尼和有阻尼单自由度系统自由 振动和强迫振动的基本理论和计算方法 （2）掌握多自由度系统自由振动和强迫振动 的基本理论和计算方法 （3）掌握弹性梁自由振动和强迫振动的基本 理论和计算方法 （4）了解船体总振动和局部振动的力学模型 的建立和计算方法 （5）了解船体振动产生的原因 （6）了解船体振动衡准和防振减振措施
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0.4 振动系统 振动系统三要素：质量，刚度，阻尼。 质量（包括转动惯量）是感受惯性的元件，刚度 是感受弹性的元件，阻尼是耗能元件。
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0.4 振动系统
振动系统一般可分为连续系统和离散系统。 （1）连续系统（无限多自由度系统，分布参数 系统） 结构参数（质量，刚度，阻尼等）在空间上连续 分布。弹性体是具有无限多自由度的系统，它的 振动规律要用时间和空间坐标的函数来描述，其 振动方程是偏微分方程。 （2）离散系统（多自由度系统） 结构参数为集中参量。所建立的振动方程是常微 分方程。
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0.3 振动问题的提法
激励
（输入）
激励
√
响应 系统
（输出）
响应
系统
（输出）
响应
系统
（输出）
上述三类问题基本囊括了现实振动中的所有问题。 本课程仅介绍第一类问题。
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第0章 绪论
0.4 振动系统
第0章 绪论
0.3 振动问题的提法
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0.3 振动问题的提法 工程上称振动问题的研究对象为系统，它可以是 一个零部件、一台机器或者一个完整的工程结构 等。 外部激振力等因素称为激励（输入） 系统发生的振动称为响应（输出）
激励
响应 系统
（输入）
（输出）
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0.5 振动问题的分类
按激励特性来划分： （1）自由振动 没有外部激励，或者外部激励消失后，系统自身 的振动。 （2）强迫振动 系统在作为时间函数的外部激励下发生的振动， 这种外部激励不受系统运动的影响。 （3）自激振动 系统受其自身运动诱发出来的激励的作用而产生 和维持的振动，例如小提琴发出的乐声，飞机机 翼的颤振等。
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第0章 绪论
0.2 学习目的
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0.2 学习目的 许多情况下，振动是有害的。 振动有时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（塔科马）吊 桥因桥身扭转振动和上下振动导致倒塌； 1958年美国第一颗人造卫星“探险者I号”因 天线的振动导致卫星自旋运动不稳 ； 1972年日本海南电厂的一台66万千瓦的气轮发 电机组因异常振动导致全机毁坏； 学习振动力学的目的之一：掌握振动的基本理论 和计算方法，从而确定和限制振动对工程结构和 机械产品的性能、寿命和安全的有害影响。
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船体振动学 4．参考教材 翁长俭，张保玉编。船体振动学，人民交 通出版社，1985。 翁长俭，张保玉编。船体振动学，大连海 运学院出版社，1992。
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船体振动学
第0章 绪论
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第0章 绪论 0.1 基本概念 0.2 学习目的
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第0章 绪论
0.5 振动问题的分类
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0.5 振动问题的分类
按系统的自由度来划分： （1）单自由度系统的振动 具有一个自由度的系统的振动。 （2）多自由度系统的振动 具有两个或两个以上自由度的系统的振动。 （3）连续系统的振动 连续弹性体的振动。这种系统具有无穷多个自由 度。
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0.2 学习目的 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、振动输送等都是 利用振动 。 学习振动力学的目的之二：利用振动理论去创造 和设计新型的振动设备、仪器及自动化装置。
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