《非线性动力学》课程教学大纲.docx

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1、非线性动力学教学大纲一、课程基本信息课程名称非线性动力学Non1inear Dynamics课程编码PLC320521020开课院部储运与建筑工程学院课程团队非线性动力学教学团队学分2.0课内学时32讲授32实聆0上机0|实践0课外学时0适用专业工程力学授课语言中文先修课程高等数学（2-1）,高等数学（2-2）、理论力学（27）、线性代数、材料力学（2-2）、弹性力学、振动力学课程简介 （限选）课程为选修课.主要学习非线性动力系统的建模、定性与定量分析方法.目标在于应用这些基本理论和方法解决工程动力学问题或者 探索解决工程动力学问题的正确途径.为有关科研和工程设计奠定必要的理论基础:，本课程知

2、识还对经济，信息和生命领域其它有关专业 的技术和科研人员有所帮助。要求学生对线性动力系统的建模、非线性动力系统的定性和定量计算方法有较深刻的认识。要求掌握自治系统.非自治系统，自激振 动系统，参激振动系统，定常解以及解的稳定性等基本概念。熟练掌握平均法.多尺度法和谐波平衡的求解过程。能够对工程中的非线性 动力学问题有初步的解决思路”The course is an elective course, which mainly studies the modeling, qualitative and quantitative analysis methods of nonlinear dynam

3、ic systc?ms. The goal is to apply these basic theories and methods to solve engineering dynamics problems or explore the correct way to solve engineering dynamics problems, so as to lay the necessary theoretical foundation for relevant scientific research and engineering design. The knowledge of thi

4、s course is also helpful to technical and scientific researchers in other related fields of economy, information and life.Students are required to have a deep understanding of the modeling of linear dynamic systems and the qualitative and quant i tat i ve calculalion methods of nonlinear dynam i c s

5、ystems. 11 is required to master the basic concepts such as autonomous system, non-autonomous system, self-excited vibration system, parametric vibration system, steady solution and stability of solution. Proficient in average method, multi-scale method and harmonic balance solution process. Can hav

6、e preliminary solutions to nonlinear dynamic problems in engineering.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要习R指标点任务自选1Ml目标1 :掌握非线性动力学的基本概念、理论和分析方法.能综合运用这些概念、理论和分析方法解 决工程实际振动间施。是1. 1. 1.2, 1.41.1, 1.2, 1.42M2目标2：掌握一定的数值计算方法，运用计算机数值计算手段解决非线性动力学的工程实际问题是1. 1, 1.2, 1.41.1, 1.2, 1.4三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时

7、教学方式课外学时课外环节1第一章分析力学基础本章的重点难点：拉格朗日方程，变分法和哈密顿原理/21. I虚位移原理广义坐标,自由度，完整约束，非完整约束,定常约束.非定 常约束，虚位移，虚功，虚位移原理Ml1讲授讨论1作业31.2动能和势能广义速度,广义质量、势力、势力场Ml1讲授讨论1作业41.3拉格朗日方程动力学普遍方程、拉格朗日方程Ml1讲授1作业51.4哈密顿原理变分法，哈密顿原理Ml1讲授1作业6第二章非线性动力系统的 建模本章的重点难点：能量法建立连续体的数学模型/72.1系统的非线性及分 类保守系统，刚度渐软.刚度渐硬，非线性刚度.非保守系统. 参数激励Ml2讲授2作业82.2多

8、自由度非线性系 统的建模和分析介 绍多刚体动力学方法,Schiehlen-Kreuzer方法.双物理摆的数 学建模Ml2讲授讨论2作业92.3牛顿法、能量法建 立连续体数学模型 及分析介绍梁的振动微分方程,板的振动微分方程Ml2讲授讨论2作业10第三章单自由度系统的自 治系统的定性分析本章重点难点：能量积分和奇点的性质/113. 1基本概念相轨线、平衡点以及稳定性Ml2讲授2作业123.2保守系统能量积分，负刚度系统Ml2讲授讨论2作业133.3奇点的性质中心，粒点，结点.焦点Ml2讲授2作业143.4非保守系统分析自激振动,极限环Ml2讲授2作业15第四章单自由度系统的平 均法本章重点难点：

9、定常解、自激振动系统的平均法、非自治系统 的平均法/164.1自治系统的平均法KB变换,杜芬方程的一次近似解.定常解，解得稳定性.Ml2讲授2作业174.2自激振动系统的平 均法范德波方程的一、二次近似解Ml, M22讲授2作业184.3非自治系统的平均 法非共振时的平均法,共振时的平均法.主共振,超谐波共振.亚谐波共振.分数阶共振Ml2讲授讨论2作业19第五章单自由度系统的多 尺度法本市重点难点：消除永年项条件,高阶近似解Ml/205. 1自治系统的多尺度 法永年项，消除永年项条件Ml2讲授讨论2作业215.25.2非自治系统的 多尺度法非自治共振情况的多尺度法，非自治非共振情况的多尺度法，

10、 工程案例：梁的强迫振动Ml, M22讲授2大作业22第六章单自由度系统的谐 波平衡法重点与难点增量谐波平衡法/236. 16. 1自治系统和非 自治系统谐波平衡 法谐波平衡参数摄动结合分析Ml, M22讲授讨论2作业246.26. 3增量谐波平衡 法增量法，谐波平衡法，Garlerkin平均Ml, M22讲授讨论2大作业四、君核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1.每周布置23道题目,平均每次课1道题以上。20H2 .成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3 .考核学生对非线性动力学基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力题型主要

11、有作图、 分析和计算题。2大作业1 .本课程要求利用Mallab和Mathemalig等现代仿真工具和所学计算分析方法.利用多尺度法和平均法编程计算一次 二次渐进解2 .对计算结果进行优化后处理分析和准喇性评分，20%3考勤随机点名、刷卡点名等5%4课堂表现随机检查学生上课精神状态、回答问题情况5%5期末考试1 .选用闭卷、半闭卷、开卷考试形式之一,成绩采用百分制.卷面成绩总分10。分.2 .主要考核学生对非线性动力学基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要 有概念题、简答题、分析计算题等”50%五、3分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时作业2

12、0%，卜独立思考、按时完成，图示规范，制题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确。B-独立思考、按时完成，图示比较规范，解题思路比较清晰、步骤比姣完整、格式合理、答案准确。c-独立思考、按时完成,图示比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确。D-作业抄袭.未能按时完成，图示不规范，解题思路混乱。2Ml期末考试50%（见试卷评分标准）3Ml大作业20%A-利用Mat lab等现代仿真工具分析计算正确、完善，系统功能满足要求，后处理分析基本合理、完善.B-利用Mat lab等现代仿真工具分析计算正确、完善，后处理分析基本合理。C-利用Mallab等现代仿真工具分析计算基本正

13、确、完善，后处理分析基本合理。D利用Mallub等现代仿真工具建分析计算不正确、不完善，后处理分析不合理。4Ml考勤5%A-全勤。B-缺勤1次。C-缺勤2-3次。D-缺勤3次以上。5Ml课堂表现5%A-精神状态饱满,回答问题准喇,积极参与讨论.1片精神状态良好，回答问题较好，较为积极参与讨论。 C-精神状态一般，回答问题一般，讨论问题的积极性一般，D-精神状态较差，回答问题有误,不参加讨 论。6M2大作业100%A-利用Mal lab等现代仿真工具分析计算正确、完善，系统功能满足要求，后处理分析基本合理、完善.B-利用Mal lab等现代仿真工具分析计算正确、完善，后处理分析基本合理C-利用M

14、alSb等现代仿真工具分析计算基本正确、完善.后处理分析基本合理D-利用Mai lab等现代仿真工具建分析计算不正确、不完善，后处理分析不合理。评分等级说明：六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书非线性动力学理论及其应用,王洪礼、张琪昌，天津科学技术出版社，2001, ISBN:7-5308-3212-3. （*主教材）2图书应用非线性动力学，胡海岩，航空工业出版社，2000, ISBN:7-80134-659-9.3图书非线性动力学,谢建华，乐源，李登辉，科学出版社，2018, ISBN:978-7-03-058004-7.4图书Applied No linear DynamicsAnalytical, Computational and Experimental Method) , Al i Nayfeh, Balakumar Balachandran, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co, KGaA, 2001. ISBN:978-0-471-59318-5.