结构振动测试技术课程教学大纲

中国海洋大学本科生课程大纲结构振动测试技术课程名称课程代码082904201353Vibration MeasurementTechnology课程属性课时/学分32/2工作技能课程性质实践学时选修责任教师课外学时6432*2方辉课程属性公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质必修、选修

一、课程介绍1课程描述.结构振动测量和分析是结构运行监测和故障诊断的基础，已成为了解结构内在特性和运行状况最为常用、有效的基本试验手段之一，是相关行业的工程技术人员及科研人员都要掌握的基本技术手段和必备的知识本课程主要教授振动测试的一般概念,常用传感器的介绍，机械振动的运动量和动特性参数的常用测量方法，振动信号的处理和分析，模态分析与实验等内容

2.设计思路“结构振动测试技术”是船舶与海洋工程专业本科生的一门专业选修课它综合了传感器、电子学、信号分析以及现代结构振动理论等多方面的学术知识本课程引导船舶与海洋工程专业学生，使学生掌握有关结构振动测量的基本概念、传感器技术及常规测量方法，掌握各种振动过程时域与频域特征参数的描述方法，通过实践环节,掌握用实验方法观察和分析工程振动问题的基本思路，拓宽学生观察和分析问题的基本思路；培养学生知识运用和解决实际问题的能力

3.课程与其他课程的关系:先修课程高等代数I、空间解析几何I、结构动力学；并行课程海洋平台结构、海洋平台结构课程设计；后置课程毕业设计

二、课程目标

1、振动测试概论1）掌握振动系统的力学模型和振动参数表示方式；2）掌握简谐振动的表示方式；3）理解振动测量仪器的主要性能指标的概念；4）理解振动测量的术语；5）了解振动测试的目的和意义

2、第二章振动信号传感器1）理解惯性式传感器的力学原理，掌握构成位移计和加速度计的条件2）理解压电式加速度计工作原理，了解其应用中存在的问题3）理解动圈型磁电式速度拾振器工作原理4）了解振动传感器标定的内容及标定方法

5、第三章若干现代传感器介绍

6、主要内容光纤传感器；光学干涉法测量简谐振动位移

7、教学要求（按照掌握、理解、了解三个层次对课程内容提出要求）8）理解光学干涉法测量简谐振动位移原理2）了解光纤传感器类型及工作原理

4、第四章机械振动的运动量和动特性参数的常用测量方法1）理解简谐振动频率测量原理，掌握利用示波器测量简谐振动频率的里莎如图形2）理解同频简谐振动相位差的测量原理3）理解振动系统固有频率的测量原理，掌握速度共振的相位判别法4）理解测量衰减系数的自由振动衰减法和半功率点法5）了解单自由度系统质量和刚度的测量方法

5、第五章振动信号的处理和分析（基本理论）1）掌握傅里叶变换及其逆变换表达式，了解傅里叶变换的主要性质2）掌握若干典型函数的傅里叶变换3）掌握MATLAB中快速傅里叶变换函数使用4）理解离散傅里叶变换表达式以及频混和泄漏问题的解决方法5）了解拉普拉斯变换与Z变换

6、第六章结构频响分析1）理解单自由度系统频响函数的概念2）掌握单自由度系统的五种频响曲线3）了解具有结构阻尼时的情况

7、第七章多自由度系统模态分析与试验1）掌握多自由度系统模态分析基本理论2）理解多自由度系统频响函数概念，了解频响函数曲线3）了解频响函数的留数表示法4）了解模态实验技术5）了解频域模态参数识别方法

三、学习要求要完成所有的课程任务，学生必须:1按时上课，上课认真听讲，积极参与课堂讨论、随堂练习和测试本课程将包含较多的随堂练习、讨论、小组作业展示等课堂活动，课堂表现和出勤率是成绩考核的组成部分2按时完成常规练习作业这些作业要求学生按书面形式提交，只有按时提交作业，才能掌握课程所要求的内容延期提交作业需要提前得到任课教师的许可3完成教师布置的一定量的阅读文献和背景资料、案例分析、理论探讨和算法软件应用等作业，其中大部分内容要求以小组合作形式完成这些作业能加深对课程内容的理解、促进同学间的相互学习、并能引导对某些问题和理论的更深入探讨

四、教学进度划时课序号专题主题主要内容概述实验实践计内容振动测试的一般意义;振动系统的力学模型和振动参数；简谐振动的表示方法；周期振动测试相振动的峰值、有效值和平均值；周期振动概论14关概念的频谱表示法；振动测量的若干术语；振动测量仪器的主要性能指标;对数标尺与分贝表示法惯性式传感器的力学原理;位移计型惯性式拾振器的构成特点;动圈型磁电式速度振动信号传传统传感器拾振器；加速度计的构成特点；压电式加速24感器原理与结构度计及其应用问题;周期信号测量中波形畸变；振动传感器的标定；其他常用传感器和测量方法若干现代传光测传感器光纤传感器;光学干涉法测量简谐振动位感器介绍32原理与结构移简谐振动频率的测量;两个同频简谐振动机械振动测振动测量原相位差的测量；振动系统固有频率的测量；410量方法理与技术衰减系数及相对阻尼系数的测量；质量或刚度的测量振动信号的信号的分类;傅里叶变换;离散傅氏变换；信号处理原处理和分析快速傅氏变换;线性系统的输入与输出关56理与技术系；拉普拉斯变换与变换Z结构频响分单自由度振单自由度系统的频响曲线及其特点;具有64析动分析结构阻尼的情况多自由系统响应的模态迭加法;振动系统的物理模型和模态模型间的转换;频响函数；频响函数的图像；频响函数的留数表示多自由度系多自由度振法；复模态问题；模态试验准备及试验设7统模态分析6动分析计；模态试验常用激励方法；频域模态参与试验数识别一一单模态识别法;模态振型标准化;频域模态参数识别一一多模态识别法

五、参考教材与主要参考书

1、选用教材李德葆，陆秋海，《工程振动试验分析》，清华大学出版社，2004年第一版

2、主要参考书1）实用振动测试技术，吴三灵主编，兵器工业出版社，1993年第一版2）振动结构模态分析，曹树谦主编，天津大学出版社，2001年第一版3）工程振动试验分析，李德葆等主编，清华大学出版社，2004年第一版4）工程振动与测试技术，刘习军等主编，天津大学出版社，2002年第一版

六、成绩评定

（一）考核方式—AA.闭卷考试B.开卷考试C.论文D.考查E.其他

（二）成绩综合评分体系:成绩综合评分体系比例%

1.课下作业、课堂讨论及平常表现20%

2.平时测验成绩20%

3.期末考试成绩60%总计

七、学术诚信学习成果不能造假，如考试作弊、盗取他人学习成果、一份报告用于不同的课程等，均属造假行为他人的想法、说法和意见如不注明出处按盗用论处本课程如有发现上述不良行为，将按学校有关规定取消本课程的学习成绩

八、大纲审核教学院长:院学术委员会签章:。