(限選)機(jī)械動(dòng)力學(xué)課程教學(xué)大綱

PAGEPAGE7《機(jī)械動(dòng)力學(xué)》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱機(jī)械動(dòng)力學(xué)課程編號410030079課程性質(zhì)專業(yè)選修課課程類別學(xué)科專業(yè)方向課開課單位車輛工程教研室授課學(xué)期第6學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)2/32課內(nèi)學(xué)時(shí)32理論授課18上機(jī)學(xué)時(shí)14課內(nèi)實(shí)踐0實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0課外學(xué)時(shí)16適用專業(yè)車輛工程是否雙語否先修課程機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)后續(xù)課程畢業(yè)設(shè)計(jì)二、課程簡介《機(jī)械動(dòng)力學(xué)》是車輛工程專業(yè)的專業(yè)方向課，它研究機(jī)械在力作用下的運(yùn)動(dòng)和機(jī)械在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的力，并從力與運(yùn)動(dòng)相互作用的角度進(jìn)行機(jī)械的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。借助ADAMS軟件對機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析仿真，研究整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的工作性能，可以在設(shè)計(jì)的早期階段生成虛擬樣機(jī)，再真實(shí)地預(yù)測機(jī)械系統(tǒng)的工作性能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。三、課程目標(biāo)及對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到以下目標(biāo)：課程目標(biāo)1（知識目標(biāo)）.通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解并掌握機(jī)械動(dòng)力學(xué)分析的基本理論及相關(guān)概念，能使用動(dòng)力學(xué)分析軟件對一般的機(jī)械系統(tǒng)建立動(dòng)力學(xué)仿真模型并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，掌握參數(shù)化模型和優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法。課程目標(biāo)2（能力目標(biāo)）.通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備對復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性研究及優(yōu)化分析的能力，提高分析和解決工程實(shí)際問題的能力。課程目標(biāo)3（價(jià)值塑造）.通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生養(yǎng)成綜合分析、全面考慮問題的習(xí)慣，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)分析問題的方法進(jìn)行工程問題的觀察和分析，做到理論和實(shí)際的緊密結(jié)合，激發(fā)學(xué)生求知熱情、探索和創(chuàng)新精神，使學(xué)生善于思考，樂于創(chuàng)新，勇于實(shí)踐。（二）課程目標(biāo)對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)1、31.3學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識，掌握解決復(fù)雜車輛工程問題的基本思路和方法1.工程知識課程目標(biāo)2、35.2能夠開發(fā)或應(yīng)用滿足特定需求的現(xiàn)代工具，對車輛工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行模擬與預(yù)測，并能夠理解其局限性5.使用現(xiàn)代工具四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元緒論（學(xué)時(shí)數(shù)：1學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容本課程的研究對象和內(nèi)容；本課程的地位、作用和任務(wù)。2.重點(diǎn)本課程的研究對象和內(nèi)容3.教學(xué)方法通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明機(jī)械系統(tǒng)概念及其分類，機(jī)械動(dòng)力學(xué)分析方法豐富學(xué)生基本知識結(jié)構(gòu)；通過師生討論，使學(xué)生認(rèn)識本課程的地位、作用和任務(wù)；通過上機(jī)實(shí)踐，使學(xué)生了解仿真軟件功能和特色。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果掌握機(jī)械系統(tǒng)概念及其分類，了解機(jī)械動(dòng)力學(xué)分析方法及其分類，機(jī)械動(dòng)力學(xué)的研究方向，了解仿真軟件功能和特色。5.支撐課程目標(biāo)通過本單元的主要內(nèi)容學(xué)習(xí)，達(dá)到課程目標(biāo)1。第二單元力學(xué)基礎(chǔ)（學(xué)時(shí)數(shù)：3學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容振動(dòng)系統(tǒng)的力學(xué)模型及自由度的概念；彈性元件的形式和剛度；振動(dòng)微分方程的推導(dǎo)；無阻尼自由振動(dòng)；粘性阻尼對自由振動(dòng)的影響；無阻尼受迫振動(dòng)；具有粘性阻尼的受迫振動(dòng)；單自由度系統(tǒng)振動(dòng)的利用及振動(dòng)分析；單自由度系統(tǒng)的減振。2.重難點(diǎn)重點(diǎn)：無阻尼自由振動(dòng)；無阻尼受迫振動(dòng)。難點(diǎn):具有粘性阻尼的受迫振動(dòng)3.教學(xué)方法通過案例教學(xué)，使學(xué)生掌握機(jī)械振動(dòng)相關(guān)的基本概念；通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，使學(xué)生理解單自由度系統(tǒng)振動(dòng)微分方程的推導(dǎo)；通過師生討論，使學(xué)生了解單自由度系統(tǒng)自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)的特點(diǎn)及規(guī)律，通過深度引導(dǎo)，拓展學(xué)生對于振動(dòng)理論在工程上的應(yīng)用的理解。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果掌握機(jī)械振動(dòng)基本概念，理解并掌握單自由度系統(tǒng)振動(dòng)模型，理解并掌握固有頻率的含義，掌握單自由度系統(tǒng)自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)的特點(diǎn)及規(guī)律，阻尼對振動(dòng)的影響。了解單自由度振動(dòng)理論的工程應(yīng)用。5.支撐課程目標(biāo)通過本單元的主要內(nèi)容學(xué)習(xí)，達(dá)到課程目標(biāo)1。第三單元機(jī)械系統(tǒng)仿真建?；A(chǔ)（學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容ADAMS軟件的基本工作環(huán)境；建模常用設(shè)置、操作，對幾何體賦予物理屬性的設(shè)置；常用幾何模型、約束驅(qū)動(dòng)、外部載荷、力的添加。2.重難點(diǎn)重點(diǎn)：常用幾何模型、約束驅(qū)動(dòng)、外部載荷、力的添加。難點(diǎn)：正確添加約束。3.教學(xué)方法通過案例教學(xué)，使學(xué)生理解仿真建模的過程；通過上機(jī)練習(xí)，使學(xué)生熟悉軟件工作環(huán)境，能夠?qū)ΤＳ迷O(shè)置進(jìn)行操作，能夠熟練運(yùn)用幾何建模方法、約束和驅(qū)動(dòng)添加方法、外部載荷施加方法正確建立機(jī)械系統(tǒng)模型，并仿真運(yùn)行。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果掌握常用幾何模型、約束驅(qū)動(dòng)、外部載荷、力的添加方法，能對一般的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真。5.支撐課程目標(biāo)通過本單元的主要內(nèi)容學(xué)習(xí)，達(dá)到課程目標(biāo)1。第四單元仿真分析與結(jié)果后處理（學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容樣機(jī)仿真輸出設(shè)置與分析、樣機(jī)模型檢驗(yàn)、樣機(jī)調(diào)試等技術(shù)；后處理程序及其基本操作，重現(xiàn)仿真過程、繪制仿真結(jié)果曲線等應(yīng)用技術(shù)；傳感器的使用。2.重難點(diǎn)重點(diǎn)：樣機(jī)仿真輸出設(shè)置與分析、樣機(jī)模型檢驗(yàn)、樣機(jī)調(diào)試等技術(shù)；后處理程序及其基本操作；傳感器的定義和創(chuàng)建腳本仿真。難點(diǎn)：調(diào)試樣機(jī)、傳感器的定義。3.教學(xué)方法通過上機(jī)演示和巡回指導(dǎo)，使學(xué)生理解樣機(jī)仿真輸出的相關(guān)設(shè)置、調(diào)試、數(shù)據(jù)處理等操作。通過案例分析使學(xué)生理解仿真分析過程，進(jìn)一步掌握樣機(jī)調(diào)試和控制方法。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果掌握機(jī)械系統(tǒng)仿真分析與結(jié)果后處理方法。5.支撐課程目標(biāo)通過學(xué)習(xí)樣機(jī)仿真輸出的相關(guān)設(shè)置、調(diào)試、數(shù)據(jù)處理等操作，達(dá)到課程目標(biāo)1；通過學(xué)習(xí)仿真分析過程和樣機(jī)調(diào)試、控制方法，達(dá)到課程目標(biāo)2、3。第五單元函數(shù)的應(yīng)用（學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容ADAMS/View中常用設(shè)計(jì)函數(shù)和運(yùn)行函數(shù)的創(chuàng)建和使用方法，包括STEP函數(shù)、IF函數(shù)、SPLINE函數(shù)等。2.重難點(diǎn)函數(shù)的構(gòu)造。3.教學(xué)方法通過上機(jī)演示和講授，使學(xué)生理解函數(shù)的構(gòu)造方法，通過案例實(shí)踐使學(xué)生掌握常用函數(shù)的應(yīng)用。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果掌握常用函數(shù)的使用。5.支撐課程目標(biāo)通過本單元的主要內(nèi)容學(xué)習(xí)，達(dá)到課程目標(biāo)1。第六單元參數(shù)化建模與優(yōu)化設(shè)計(jì)（學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容參數(shù)化建?；痉椒?；設(shè)計(jì)變量的應(yīng)用；優(yōu)化的概念，簡單機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。2.重難點(diǎn)重點(diǎn)：參數(shù)化建?；痉椒āC(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)3.教學(xué)方法通過案例分析使學(xué)生理解參數(shù)化建模流程，通過上機(jī)實(shí)踐使學(xué)生理解優(yōu)化的概念，掌握優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果掌握機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)化建?；痉椒?、機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。5.支撐課程目標(biāo)通過學(xué)習(xí)參數(shù)化建?；痉椒?，達(dá)到課程目標(biāo)1；通過學(xué)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，達(dá)到課程目標(biāo)1、2；通過實(shí)例應(yīng)用，達(dá)到課程目標(biāo)2、3。第七單元柔性體建模及系統(tǒng)振動(dòng)特性分析（學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容簡單柔性體建模方法；機(jī)械振動(dòng)的基本概念，系統(tǒng)振動(dòng)模型建立和振動(dòng)特性分析。2.重難點(diǎn)系統(tǒng)振動(dòng)模型建立和振動(dòng)特性分析。3.教學(xué)方法通過上機(jī)演示和講授，使學(xué)生理解離散柔性體創(chuàng)建過程，振動(dòng)仿真分析模型的建立流程，通過案例教學(xué)和巡回指導(dǎo)，使學(xué)生掌握離散柔性體建模方法，掌握振動(dòng)仿真分析模型建立方法和初步的振動(dòng)分析方法。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果初步掌握機(jī)械系統(tǒng)柔性體建模及系統(tǒng)振動(dòng)特性分析方法。5.支撐課程目標(biāo)通過本單元的主要內(nèi)容學(xué)習(xí)，達(dá)到課程目標(biāo)1。（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對課程目標(biāo)的支撐課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)學(xué)時(shí)安排課內(nèi)課外學(xué)時(shí)比例第一單元緒論講授法、上機(jī)實(shí)踐課程目標(biāo)111：0.5第二單元力學(xué)基礎(chǔ)講授法課程目標(biāo)131：0.5第三單元機(jī)械系統(tǒng)仿真建?；A(chǔ)上機(jī)實(shí)踐、案例教學(xué)課程目標(biāo)161：0.5第四單元仿真分析與結(jié)果后處理上機(jī)實(shí)踐、案例教學(xué)課程目標(biāo)2、341：0.5第五單元函數(shù)的應(yīng)用上機(jī)實(shí)踐、案例教學(xué)課程目標(biāo)161：0.5第六單元參數(shù)化建模與優(yōu)化設(shè)計(jì)上機(jī)實(shí)踐、案例教學(xué)課程目標(biāo)1、2、361：0.5第七單元柔性體建模及系統(tǒng)振動(dòng)特性分析上機(jī)實(shí)踐、案例教學(xué)課程目標(biāo)161：0.5合計(jì)321：0.5五、課程考核及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核各考核環(huán)節(jié)所占分值比例可根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，建議值及考核細(xì)則如下。課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標(biāo)分值考核/評價(jià)細(xì)則平時(shí)成績60%作業(yè)50采集課堂作業(yè)成績不少于4次，主要考核對各單元基本知識、基本技能的掌握程度，每次作業(yè)按10分制單獨(dú)評分。按照提交時(shí)間、作業(yè)正確率等評分。該項(xiàng)分值=0.5*作業(yè)平均成績*10隨堂練習(xí)40采集隨堂練習(xí)成績不少于2次，主要考核對各單元基本知識、基本技能的應(yīng)用能力，每次練習(xí)按10分制單獨(dú)評分。該項(xiàng)分值=0.4*隨堂練習(xí)平均成績*10課堂表現(xiàn)10課堂聽課態(tài)度、互動(dòng)狀態(tài)及出勤率等課堂表現(xiàn)，10分制。該項(xiàng)分值=0.1*課堂表現(xiàn)平均成績*10期末測驗(yàn)40%綜合應(yīng)用100考核對工程問題的觀察與分析能力，各單元知識的遷移、運(yùn)用能力，考試題型為典型機(jī)構(gòu)的綜合建模和仿真分析，100分制該項(xiàng)分值=1*測驗(yàn)成績（二）課程考核對課程目標(biāo)的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標(biāo)第一單元緒論1緒論課堂表現(xiàn)課程目標(biāo)1第二單元力學(xué)基礎(chǔ)…2力學(xué)基礎(chǔ)作業(yè)，課堂表現(xiàn)課程目標(biāo)1第三單元機(jī)械系統(tǒng)仿真建模基礎(chǔ)3-1ADAMS/View界面與工作環(huán)境設(shè)置3-2剛性體建模與定義運(yùn)動(dòng)副3-3施加驅(qū)動(dòng)和載荷作業(yè)，隨堂練習(xí)，期末測驗(yàn)課程目標(biāo)1第四單元仿真分析與結(jié)果后處理4-1仿真控制與后處理4-2傳感器隨堂練習(xí)，期末測驗(yàn)課程目標(biāo)2、3第五單元函數(shù)的應(yīng)用5-1IF函數(shù)5-2STEP函數(shù)5-3SPLINE函數(shù)作業(yè)，隨堂練習(xí)，期末測驗(yàn)課程目標(biāo)1第六單元參數(shù)化建模與優(yōu)化設(shè)計(jì)6-1參數(shù)化設(shè)計(jì)6-2優(yōu)化設(shè)計(jì)作業(yè)，隨堂練習(xí)課程目標(biāo)1、2、3第七單元柔性體建模及系統(tǒng)振動(dòng)特性分析6-1簡單柔性體建模6-2系統(tǒng)振動(dòng)特性分析作業(yè)，課堂表現(xiàn)課程目標(biāo)1六、使用教材、相關(guān)推薦書目及課程資源（一）使用教材郭衛(wèi)東主編：《虛似樣機(jī)技術(shù)與ADAMS應(yīng)用實(shí)例教程》，北京航空航天大學(xué)出版社，2018年版（二）相關(guān)推薦書目1.李增剛主編：《ADAMS入門詳解與實(shí)例》，清華大學(xué)出版社，2021年版；2.楊義勇，金德聞主編：《機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)》，清華大學(xué)出版社，2009年版；2.宋少云主編：《ADAMS在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》，國防工業(yè)出版社，2017年版。（三）課程資源1.中國大學(xué)MOOC，力學(xué)與現(xiàn)代生活——開啟科學(xué)人生，暨南大學(xué)，呂廣慶，/course/JNU-10025310242.中國大學(xué)MOOC，振動(dòng)力學(xué)，上海交通大學(xué)，蔡國平，/course/SJTU-12057798163.中國大學(xué)MOOC，機(jī)