第一篇：机械动力学作业 沈阳工业大学
机械动力学作业
1、机械动力学的研究内容
机械动力学是一门基于Newton力学，研究机械系统宏观动态行为的学科。该学科的研究对象包括几乎所有具有机械功能的系统，其研究范围涵盖了这类系统的建模与仿真、动力学分析与设计、动力学控制、运行状态监测和故障诊断等。该学科的主要任务是采用尽可能低的代价使产品在设计、研制、运行各阶段具有最佳的动力学品质。
机械动力学是机械原理的主要组成部分。它研究机械在运转过程中的受力、机械中各构件的质量与机械运动之间的相互关系，是现代机械设计的理论基础。研究机械运转过程中能量的平衡和分配关系。主要研究的是：在已知外力作用下，求具有确定惯性参量的机械系统的真实运动规律 ；分析机械运动过程中各构件之间的相互作用力；研究回转构件和机构平衡的理论和方法；机械振动的分析；以及机构的分析和综合等等。研究内容概况6个方面：
1、在已知外力作用下，求具有确定惯性参量的机械系统的真实运动规律 ；分析机械运动过程中各构件之间的相互作用力；研究回转构件和机构平衡的理论和方法；机械振动的分析；以及机构的分析和综合等等。
为了简化问题，常把机械系统看作具有理想、稳定约束的刚体系统处理。对于单自由度的机械系统，用等效力和等效质量的概念，可以把刚体系统的动力学问题转化为单个刚体的动力学问题；对多自由度机械系统动力学问题一般用拉格朗日方程求解。机械系统动力学方程常常是多参量非线性微分方程，只在特殊条件下可直接求解，一般情况下需要用数值方法迭代求解许多机械动力学问题可借助电子计算机分析计算机根据输入的外力参量、构件的惯性参量和机械系统的结构信息，自动列出相应的微分方程并解出所要求的运动参量。
2、分析机械运动过程中各构件之间的相互作用力。这些力的大小和变化规律是设计运动副的结构、分析支承和构件的承载能力以及选择合理润滑方法的依据。在求出机械真实运动规律后可算出各构件的惯性力，再依据达朗伯原理用静力学方法求出构件间的相互作用力。
3、研究回转构件和机构平衡的理论和方法。平衡的目的是消除或减少作用在机械基础上周期变化的振颤力和振颤力矩。对于刚性转子的平衡已有较成熟的技术和方法：对于工作转速接近或超过转子自身固有频率的挠性转子平衡问题，不论是理论和方法都需要进一步研究。
平面或空间机构中包含有往复运动和平面或空间一般运动的构件。其质心沿一封闭曲线运动。根据机构的不同结构，可以应用附加配重或附加构件等方法全部或部分消除其振颤力但振颤力矩的全部平衡较难实现优化技术应用于机构平衡领域已经取得较好的成果。
4、研究机械运转过程中能量的平衡和分配关系。这包括：机械效率的计算和分析；调速器的理论和设计；飞轮的应用和设计等。
5、机械振动的分析研究是机械动力学的基本内容之一。它已发展成为内容丰富、自成体系的一门学科。
6、机构分析和机构综合一般是对机构的结构和运动而言，但随着机械运转速度的提高，机械动力学已成为分析和综合高速机构时不可缺少的内容。近代机械发展的一个显著特点是，自动调节和控制装置日益成为机械不可缺少的组成部分。机械动力学的研究对象已扩展到包括不同特性的动力机和控制调节装置在内的整个机械系统，控制理论已渗入到机械动力学的研究领域。在高速、精密机械设计中，为了保证机械的精确度和稳定性，构件的弹性效应已成为设计中不容忽视的因素。一门把机构学、机械振动和弹性理论结合起来的新的学科——运动弹性体动力学正在形成，并在高速连杆机构和凸轮机构的研究中取得了一些成果。在某些机械的设计中，已提出变质量的机械动力学问题。各种模拟理论和方法以及运动和动力参数的测试方法，日益成为机械动力学研究的重要手段。
2、机械动力学的发展概况
机械动力学在当代获得了高速发展，呈现出全新的面貌。一方面。机械动力学在纵向已发展为包括动力学建模。动力学分析、动力学仿真、动力学设计、减振与动力学控制，以及状态监测和故障诊断等一系列领域的内容丰富的综合学科。另一方面，在横向，形成了机构动力学、传动动力学、转子动力学、机器人动力学、机床动力学和车辆动力学等多个分支领域。机械动力学在纵向的发展为其各个分支领域提供了基本理论与方法，而机械动力学在横向的各分支领域则与机械设计和生产实践直接衔接。纵横交织，机械动力学形成了一个内容丰富、结构庞大的体系。
1．经济与社会的发展是推动学科发展的基础
经济与社会的发展，特别是其中生产技术的发展是各学科领域发展的推动力；而科学与技术的发展又反过来指导了生产技术的提高，推动了经济与社会的发展。经济与社会的发展需求是第一性的，处于基础的地位。所有科学，上至横断科学，下至机械动力学的各个分支领域，都与这个基础存在着互动的关系，概莫能外。
从横向——研究对象看，机械动力学中发展出机构动力学、转子动力学、机器人动力学、车辆动力学等分支领域。它们直接面向经济发展和生产技术第一线，与基础的互动关系就特别鲜明。所有这些分支领域的发展，都与机械的高速化、轻量化、精密化、自动化密切相关，而背后则是不断提高的社会需求和日益激烈的市场竞争。2．机械动力学的网状结构及其内部关系
从纵向——研究内容看，广义的机械动力学已发展为包括动力学建模、动力学分析、动力学设计，以及状态监测和故障诊断等的内容丰富的综合学科，形成了一个纵横交错的网状结构。纵、横两个领域存在着互动的关系：纵向领域的各种方法、软件和技术都首先来自某个横向分支领域，而后又推广扩展到其它分支领域。应特别指出，航空航天器动力学(由于问题特殊性，本书未予介绍)当然是各横向分支中发展水平最高的一个分支，它的发展对机械动力学的各纵向分支领域有很突出的影响。多体动力学、有限元建模与分析(包括软件)、结构优化设计、振动监测与故障诊断等都是首先在飞机与航天器的力学分析和振动问题的研究中出现的。而后这些方法又都渗透到机床动力学、转子动力学及其它各横向分支领域中去。机械动力学依其研究对象的不同形成许多横向分支，体现出当代科技的高度分化。机械动力学纵横方向的网状结构，机械动力学与各相关学科的互相影响，则体现出当代科技的高度综合。
3、相关学科的发展极大地影响了机械动力学的发展 相关学科的进步对机械动力学的发展至关重要。力学(包括其中的振动理论)始终是机械动力学的最重要的基础学科。力学史上从牛顿、欧拉到拉格朗日，再到当代的多体动力学；从惠更斯、庞加莱到瑞雷，再到当代的随机振动理论和非线性振动理论；力学与振动理论的每一次大的进步都给机械动力学的发展以强大的推动力。从力学的碗中取一勺原汁，就能作一锅机械动力学的美味鲜汤。信号分析方法，尤其是快速傅里叶变换的出现成为现代振动测试、故障诊断技术的基础。计算机技术和现代数值方法对对力学、机械动力学的发展的影响。怎样估计都不过分，甚至可以说，没有计算机和现代数值方法，就没有当代的机械动力学。机构动力学、传动动力学和机器人动力学也分别是机构学、机械传动学和机器入学的有机组成部分。站在这个网状结构最高端的是横断科学，它们是辩证唯物论在当代科技领域的具体化，对各个学科都起着认识论和方法论方面的指导作用。与此同时，横断科学也是由具体的科学和工程领域升华而形成。
近年来，随着信息科学和非线性科学的发展，机械动力学的研究内涵更加深入，其特征是：在系统的建模阶段计入各种重要而又复杂的非线性因素、柔性因素、边界与结合部效应，应用非线性动力学分析与仿真技术研究系统的大范围动力学特性，基于对系统动力学的深刻理解和采用最新的优化方法实现系统的动力学设计，对系统实施各种主动控制乃至智能控制来获得所需的运动，在研究机电一体化的受控系统时考虑动力学和控制的相互耦合问题，采用各种最新的信息提取和分析方法诊断系统的故障等。
未来机械系统动力学发展的重点将会在以下方面四：柔性多体系统的力学响应与其他类型的物理场(如：电、热、磁和流体向量场)耦合求解、柔性多体系统控制与逆动力学设计、柔性多体系统动力学数值求解策略改进。
3、机械动力学在机械领域应用情况 世纪初, 发展以灵巧机械手、步行机器人、并联机床、可移动光学仪器平台、磁悬浮列车、汽车主动底盘等为代表的智能化机电产品将是我国机械工业的奋斗目标之一。这类机电产品具有材料新颖、结构轻巧、机动性强、智能化高等特点, 产生了材料非线性、几何非线性、控制中的非线性与时滞等复杂动力学问题。这些问题将是21 世纪初机械动力学领域的研究前沿。
机械故障诊断。机器在运行过程中的振动室诊断的重要信息，其位移和速度反映了机器的运行状态。众所周知，振动室动力学重要的内容之一，而非线性振动则是非线性动力学最重要的内容之一，为了研究动力学系统的故障机理，这里首先分析典型线性和非线性振动系统的响应。对可建模系统，以旋转机械为例介绍了建模方法，基于分岔理论的故障机理分析，可对某些疑难振动故障的机理、控制和预测提供指导。对不可建模系统，根据混沌动力学理论和实测振动数据，对系统进行相空间重构，依已计算表征能量分布的奇异谱的谱型可判断故障的根源。通过对大型旋转机械的故障诊断等工程实践表明，这里所建议的非线性动力学诊断原理是十分有效的，并且已经取得了显著的经济效益。
现代机械向高速、精密、轻型、重载和低噪声等方向发展，为了提高机械产品的动态性能、工作品质，必须重视机构与机械动力学研究。这段时间内集中在弹性机构动力学、机构动力平衡、含间隙机构动力学和机器人机构动力学等方面的研究。
4、常用的机械动力学软件有那些，简述其功能
一、ADAMS ADAMS即机械系统动力学自动分析，(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，软件是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)开发的虚拟样机分析软件。目前，ADAMS已经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。根据1999年机械系统动态仿真分析软件国际市场份额的统计资料，ADAMS软件销售总额近八千万美元、占据了51%的份额,现已经并入美国MSC公司。
ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。
ADAMS一方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。ADAMS软件有两种操作系统的版本：UNIX版和Windows NT/2000版。在这里将以Windows 2000版的ADAMS l2.0为蓝本进行介绍。
ADAMS软件模块
ADAMS软件由基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块及工具箱5类模块组成，如表3-1所示。用户不仅可以采用通用模块对一般的机械系统进行仿真，而且可以采用专用模块针对特定工业应用领域的问题进行快速有效的建模与仿真分析。
基本模块 用户界面模块 ADAMS/View
求解器模块 ADAMS/Solver
后处理模块 ADAMS/PostProcessor
扩展模块 液压系统模块 ADAMS/Hydraulics
振动分析模块 ADAMS/Vibration
线性化分析模块 ADAMS/Linear
高速动画模块 ADAMS/Animation
试验设计与分析模块 ADAMS/Insight
耐久性分析模块 ADAMS/Durability
数字化装配回放模块 ADAMS/DMU Replay
接口模块 柔性分析模块 ADAMS/Flex
控制模块 ADAMS/Controls
图形接口模块 ADAMS/Exchange
CATIA专业接口模块 CAT/ADAMS
Pro/E接口模块 Mechanical/Pro
专业领域模块 轿车模块 ADAMS/Car
悬架设计软件包 Suspension Design
概念化悬架模块 CSM
驾驶员模块 ADAMS/Driver
动力传动系统模块 ADAMS/Driveline
轮胎模块 ADAMS/Tire
柔性环轮胎模块 FTire Module
柔性体生成器模块 ADAMS/FBG
经验动力学模型 EDM
发动机设计模块 ADAMS/Engine
配气机构模块 ADAMS/Engine Valvetrain
正时链模块 ADAMS/Engine Chain
附件驱动模块 Accessory Drive Module
铁路车辆模块 ADAMS/Rail
FORD汽车公司专用汽车模块 ADAMS/Pre(现改名为Chassis)
工具箱 软件开发工具包 ADAMS/SDK
虚拟试验工具箱 Virtual Test Lab
虚拟试验模态分析工具箱 Virtual Experiment Modal Analysis
钢板弹簧工具箱 Leafspring Toolkit
飞机起落架工具箱 ADAMS/Landing Gear
履带/轮胎式车辆工具箱 Tracked/Wheeled Vehicle
齿轮传动工具箱 ADAMS/Gear Tool
二、RecurDyn RecurDyn(Recursive Dynamic)是由韩国FunctionBay公司开发出的新一代多体系统动力学仿真软件。它采用相对坐标系运动方程理论和完全递归算法，非常适合于求解大规模的多体系统动力学问题。
RecurDyn/Professional包括前后处理器Modeler及求解器Solver。基于Professional提供的各种建模元素，用户可以建立起系统级的机械虚拟数字化样机模型，并对其进行运动学、动力学、静平衡、特征值等全面的虚拟测试验证，通过判断仿真测试的数据、曲线、动画、轨迹等结果，据以进行系统功能改善实现创新设计。
RecurDyn支持Parasolid、IGES、STEP、ACIS、SHL等格式模型文件，亦提供2D/3D几何造型功能，同时支持参数化建模。RecurDyn提供20多种约束类型和10多类力的施加形式，在接触建模方面，通过21项接触定义方式方便用户具体操作并实现高效率的求解。对于大型复杂系统，可通过子系统层层实现全面考核。
RecurDyn提供多种积分器DDASSL/IMGALPHA/TRKALPHA/HYBRID，极大拓展了求解能力。RecurDyn的SMP(Shared Memory Parallel)加大了超大柔性体模型的求解速度。
RecurDyn模块
Linear 线型特征分析
CoLink 内置控制模块
R-FLEX 模态柔体-模态缩减法
F-FLEX 有限元柔体
Control&Hydraulic 控制、液压
AutoDesign 系统优化
Track(HM/LM)履带
MTT(2D/3D)媒介传输
Gear 齿轮
Chain 链条
Tire 轮胎工具包
Spring 弹簧工具包
Belt-pulley 皮带滑轮
RecurDyn for Engine 发动机设计
RecurDyn 应用领域
鉴于RecurDyn的强大求解功能，软件广泛应用航空、航天、军事车辆、军事装备、工程机械、电器设备、娱乐设备、汽车卡车、铁道、船舶机械及其它通用机械等行业。
发动机：气机构；曲柄连杆机构；流体润滑轴承；正时链；活塞；非线性弹簧；发动机缸体。
重型装备：业机械；常规发电设备；矿电器设备；冶金设备；石油化工及通用设备；推土机、挖掘机、压路机、吊车等工程机械；摩托车；火车；船舶。
机床工具：控车床；数控铣床；数控冲床；数控钻床；数控磨床；金切机床；锻压设备、配件；高档数控机床及重型机床；压力机；车削中心。
文化办公机械：相机及设备；胶版印刷设备；打印机、复印机、传真机等送纸设备；包装设备及银行ATM自动取款机和点钞机等传送系统。
军工：动力学；装填系统设计；附属机构动力学仿真；空降/空投仿真。
电器/电子设备：衣机的振动；高压/低压电器开关；电机/风扇动平衡；磁盘/光盘驱动机构；压缩机。
汽车：整车R&H；悬架K&C；传动系统动力学；转向机构接触；制动系统；齿轮变速器；离合器振动；车辆停车装置；车椅设计；变速器、分动器、差速器冲击仿真；其他附属设备的动力学仿真。
航空/航天：起落架落震/收放仿真；整机着陆/地面行走/制动；飞控系统可靠性；运动机构载荷；弹射座椅设计；螺旋桨振动等。
太阳能帆板伸展及锁定；分离、解锁机构；飞行器空间交会对接机构控制；机械手臂的控制一体化；航天着陆器机构；绳系卫星动力学。
RecurDyn的使用效果
最短时间内修正设计方案极大的缩短产品设计周期 RecurDyn主要特色 强大的接触模拟（包括三维的面-面接触）领先的柔性体动力学分析 自动建模的专业化工具包 成本/性能上的新标准 与软件的接口：CAD-Parasolid 几何（Unigraphics，SolidWorks,SolideEdge），Pro/ENGINEER FEA-MSC/NASTRAN，ANSYS，I-DEAS其它-MATLAB/Simulink(controls)，ADAMS(机械系统仿真)RecurDyn的结构 RecurDyn/Solid ：CAD & 建模，动画，后处理 RecurDyn/Solver：刚体 & 柔性体 RecurDyn/工具包：柔性体，线性分析，汽车，列车，HM-履带车，LM-履带车，链条，滑轮，控制器，电子机械，水利学，2DMTT，3DMTT，绳索，等 行业应用：由于RecurDyn强大的求解能力，使得大规模、高复杂度、多碰撞等系统的建模求解成为可能，因而在军事车辆和武器设计上得到广泛应用和认同，尤其在履带式车辆动力学、车辆运动稳定性、过障能力、炮弹发射动力学、人机工程、生存能力等方面，已为韩国、日本军方解决了大量动力学设计问题。电器设备 洗衣机振动分析； 高压/低压电器开关； 电机/风扇动平衡分析； 磁盘/光盘驱动机构； 压缩机动力学分析。工程机械 履带/轮式车辆稳定性分析； 推土机、挖掘机、压路机等动力学行为预测； 零部件和发动机载荷预测与尺寸设计； 操控人员视野研究； 电机及其它驱动装置功率预测； 振动机冲击效应。传送机械 打印、复印、传真机传送效率； 打印、复印、传真机卡纸预测与改进； 包装机械运动学与动力学模拟；汽车是一个动力学行为非常复杂的机械系统，它基本可分为底盘、传动系、发动机、车体附件四个子系统，各子系统又包含多个小子系统如底盘包含车桥、悬挂、轮胎、制动器等；传动系包含变速箱、差速器、传动轴等；发动机包含曲柄连杆机构，配气机构，正时机构等；车体附件包含把车体，座椅，门锁，雨刷机构等，无论是它们单独子系统的动力学行为，还是整机的动态性能（平顺、操稳、制动、载荷预测、舒适性、疲劳、噪声），均可利用RecurDyn进行详细分析，帮助用户找到最佳设计方案。另外，软件还广泛应用于铁道、娱乐设备、船舶机械、机器人及通用机械的运动学动力学分析和产品设计。
三、NASTRAN
NASTRAN是在1966年美国国家航空航天局(NASA)为了满足当时航空航天工业对结构分析的迫切需求主持开发大型应用有限元程序。
NASTRAN动力学分析功能 NASTRAN动力学分析简介
MSC.NASTRAN的主要动力学分析功能如：特征模态分析、直接复特征值分析、直接瞬态响 应分析、模态瞬态响应分析、响应谱分析、模态复特征值分析、直接频率响应分析、模态频率响应分析、非线性瞬态分析、模态综合、动力灵敏度分析等。2 正则模态分析
用于求解结构的自然频率和相应的振动模态,计算广义质量, 正则化模态节点位移,约束力和 正则化的单元力及应力, 并可同时考虑刚体模态。具体包括:
a).线性模态分析又称实特征值分析。实特征值缩减法包括: Lanczos法、增强逆迭代法、Givens法、改进 Givens法、Householder法、并可进行Givens和改进Givens法自动选择、带Sturm 序列检查的逆迭代法, 所有的特征值解法均适用于无约束模型。
b).考虑拉伸刚化效应的非线性特征模态分析, 或称预应力状态下的模态分析。3 复特征值分析
复特征值分析主要用于求解具有阻尼效应的结构特征值和振型, 分析过程与实特征值分析 类似。此外NASTRAN的复特征值计算还可考虑阻尼、质量及刚度矩阵的非对称性。复特征值抽 取方法包括直接复特征值抽取和模态复特征值抽取两种:
a).直接复特征值分析
通过复特征值抽取可求得含有粘性阻尼和结构阻尼的结构自然频率和模态,给出正则化的 复特征矢量和节点的约束力, 及复单元内力和单元应力。主要算法包括elerminated法、Hossen-bery法、新Hossenbery、逆迭代法、复Lanczos法,适用于集中质量和分布质量、对称与反对称结构,并可利用DMAP工具检查与测试分析的相关性。
MSC.NASTRAN V70.5版中Lanczos算法在特征向量正交化速度上得到了进一步提高, 尤其是在求解百个以上的特征值时, 速度较以往提高了30%。
b).模态复特征值分析
此分析与直接复特征值分析有相同的功能。本分析先忽略阻尼进行实特征值分析, 得到模态 向量。然后采用广义模态坐标,求出广义质量矩阵和广义刚度矩阵, 再计算出广义阻尼矩阵, 形成 模态坐标下的结构控制方程, 求出复特征值。模态复特征值分析得到输出类型与用直接复特征值 分析的得到输出类型相同。4 瞬态响应分析(时间-历程分析)
瞬态响应分析在时域内计算结构在随时间变化的载荷作用下的动力响应，分为 直接瞬态响 应分析和模态瞬态响应分析。两种方法均可考虑刚体位移作用。
(a).直接瞬态响应分析
该分析给出一个结构对随时间变化的载荷的响应。结构可以同时具有粘性阻尼和结构阻尼。该分析在节点自由度上直接形成耦合的微分方程并对这些方程进行数值积分,直接瞬态响应分 析求出随时间变化的位移、速度、加速度和约束力以及单元应力。
(b).模态瞬态响应分析
在此分析中, 直接瞬态响应问题用上面所述的模态分析进行相同的变换, 对问题的规模进行 压缩。再对压缩了的方程进行数值积分从而得出与用直接瞬态响应分析类型相同的输出结果。5 随机振动分析
该分析考虑结构在某种统计规律分布的载荷作用下的随机响应。对于例如地震波,海洋波,飞 机或超过层建筑物的气压波动, 以及火箭和喷气发动机的噪音激励, 通常人们只能得到按概率分 布的函数, 如功率谱密度(PSD)函数, 激励的大小在任何时刻都不能明确给出, 在这种载荷作用下 结构的响应就需要用随机振动分析来计算结构的响应。MSC.NASTRAN中的PSD可输入自身或交叉谱密度, 分别表示单个或多个时间历程的交叉作用的频谱特性。计算出响应功率谱密度、自相关 函数及响应的RMS值等。计算过程中, MSC.NASTRAN不仅可以象其它有限元分析那样利用已知谱, 而且还可自行生成用户所需的谱。6 响应谱分析
响应谱分析(有时称为冲击谱分析)提供了一个有别于瞬态响应的分析功能,在分析中结构的激励用各个小的分量来表示, 结构对于这些分量的响应则是这个结构每个模态的最大响应的组合。7 频率响应分析
频率响应分析主要用于计算结构在周期振荡载荷作用下对每一个计算频率的动响应。计算结果分实部和虚部两部分。实部代表响应的幅度, 虚部代表响应的相角。
(a).直接频率响应分析
直接频率响应通过求解整个模型的阻尼耦合方程，得出各频率对于外载荷的响应。该类分析 在频域中主要求解二类问题。第一类问题是求结构在一个稳定的周期性正弦外力谱的作用下的 响应。结构可以具有粘性阻尼和结构阻尼，分析得到复位移、速度、加速度、约束力、单元力和单元应力。这些量可以进行正则化以获得传递函数。
第二类问题是求解结构在一个稳态随机载荷作用下的响应。此载荷由它的互功率谱密度所定义。而结构载荷由上面所提到的传递函数来表征。分析得出位移、加速度、约束力或单元应力的自相关系数。该分析也对自功率谱进行积分而获得响应的均方根值。
(b)模态频率响应
模态频率响应分析和随机响应分析在频域中解决的二类问题与直接频率响应分析解决相同的问题。结构矩阵用忽咯阻尼的实特征值分析进行了压缩，然后用模态坐标建立广义刚度和质量 矩阵。该分析的输出类型与直接频率响应分析得到的输出类型相同。
MSC.NASTRAN V70.5版中增加了模态扩张法(残余矢量法)来估算高阶模态的作用，以确保参加计算的频率数足以使模态法的响应分析的计算精度显著提高。同时在V70.5版中还采用了新的矩阵乘法运算方法，使模态法的频率响应分析计算速度比以往提高50%。8 声学分析
MSC.NASTRAN中提供了完全的流体-结构耦合分析功能。这一理论主要应用在声学及噪音控制领域, 例如车辆或飞机客舱的内噪音的预测分析。进一步内容见后“流-固耦合分析”一节中的相关部分。
四、SIMPACK SIMPACK软件是德国INTEC Gmbh公司(于2009年正式更名为SIMPACK AG)开发的针对机械/机电系统运动学/动力学仿真分析的多体动力学分析软件包。它以多体系统计算动力学（Computational Dynamics of Multibody Systems）为基础，包含多个专业模块和专业领域的虚拟样机开发系统软件。SIMPACK软件的主要应用领域包括：汽车工业、铁路、航空/航天、国防工业、船舶、通用机械、发动机、生物运动与仿生等。
SIMPACK软件的基本模块：
运动学和动力学基本模块（Kinematics&Dynamics）
轮轨模块（Whell/Rail）
汽车模块（Automotive）
F1专用模块（Formula One）
发动机模块（Engine）
风机模块（Wind Turbine）
柔性体处理模块（FEMBS）
CAD接口模块
控制系统模块（Control以及与MATLAB的双向接口）
接触及弹性体接触模块（Contact 和 FlexContact）
代码输出
用户自定义模块（User Routine）
轮胎模块
梁模块（Beam）
应力输出及疲劳接口（Loads）
优化模块(Optimization)SIMPACK最新版本为SIMPACK AG2010年2月25日发布的SIMPACK8903b，新版本中增加了近10个新的功能，涉及到弹性体的分析、力单元、风机叶片、后处理、求解器以及铁路等模块。GET集团通过与国内多位动力学专家的共同努力，完成了其帮助文件的汉化工作，这一成果将随simpack软件的一并售出，对国内动力学发展起到重要的促进作用
五、SAMCEF 有限元分析
SAMTECH的通用分析软件模块套件集成了先进的仿真技术，在工程分析领域可提供众多好处。此外，这种套件不仅能使用户提升产品性能和产品设计的可制造性，而且还使得产品面市更为快速。借助这些通用分析工具，SAMTECH能够满足大中型行业的客户需求。即通过在设计过程中极早主张开放性使用先进的分析技术,从而大大减少了昂贵的“仿真-测试”循环的次数。帮助企业有效降低成本并提高效率.SAMCEF for Composites：用于复合材料结构线性和非线性分析的解决方案，例如夹芯材料（蜂窝复合材料、泡沫塑料等）、叠层结构板、纤维缠绕压力容器等，包括各种光纤系统的分层与累积损伤模型
SAMCEF Mecano ：功能强大的用于结构与机构非线性分析的通用软件：
-MECANO Structure：非线性结构分析，包括完善的非线性材料模型库，同时集成先进的用 于摩擦或无摩擦刚体/刚体、刚体/柔体以及柔体/柔体的接触算法
SAMCEF Dynam：模态动力学分析，包括超元法（包括超单元法）
-SAMCEF Stabi：预测临界纵向弯曲载荷和相关模式（临界屈曲载荷和相关模态）
-SAMCEF Repdyn：动力学的瞬态、谐波与地震响应
SAMCEF Thermal：用于非线性稳态和瞬态热分析的通用软件，允许耦合传导、对流和辐射效应的仿真。使用与SAMCEF Mecano一样的软件基础设施，SAMCEF Thermal 也可与MATLAB Simulink相接合,并且事实上也支持热控应用。
SAMCEF Amaryllis：用于烧蚀和热裂现象非线性分析的通用软件，例如有关飞行器再入大气层的物理学问题。
SAMCEF Spectral：基于功率谱密度的随机振动和疲劳分析的通用软件。典型的应用包括基础载荷的响应（包含地震）、发动机噪声载荷引起的声振响应和风致振动响应。
EUROPLEXUS：通用的有限元软件，适合流体-结构系统在瞬间载荷作用下的非线性显式分析。例如爆炸、碰撞和冲击。
Vibroacoustics ：振动噪声
SAMCEF for Multiharmonics：用于旋转结构（易承受3D载荷）的线性和非线性分析解决方案。
SAMCEF for Fracture Mechanics：用于线性弹性、非线性弹性和弹塑性2D和3D断裂力学结构分析的解决方案
专业解决方案
SAMTECH提供了大量经过业界证明的专业解决方案，这些方案基于来自许多不同行业部门的特定技术和寻址典型应用。SAMTECH专业解决方案开发自SAMTECH所属的通用软件工具。
SAMCEF For Rotors：创新性的专业解决方案，专用于旋转机械的动力学和稳态分析，包括临界转速计算、不平衡瞬态与谐波响应分析。
SAMCEF For Wind Turbines：创新性的专业解决方案，专注于机电风力涡轮系统的建模、分析和仿真，同时还结合了结构、机构和控制器模型。
CAESAM : 结构设计数据管理和流程自动化平台: 有效帮助企业缩短产品周期,实现全局统筹管理,大力提高工作效率,从而快速提高企业竞争力.SAMCEF For Machine Tools：创新性的专业解决方案，专注于机床设计，同时结合了结构、机构和控制器组件分析。
SAMCEF For Robots：创新性的专业解决方案，专注于机器人技术应用，同时结合了结构、机构和控制器组件分析。
SAMCEF For Transmissions：创新性的专业解决方案，专注于传动系统和动力驱动系统（例如传动箱、直线电机及滚珠丝杠等）的建模和仿真。
SAMCEF For Deployable Structures：创新性的专业解决方案，专注于可展开结构设计和分析，例如太阳电池板、大型天线等。
六、大型专业转子动力学分析软件MADYN 1．MADYN 软件的主要应用领域：
MADYN适用于各种旋转机械，例如微型气动涡轮、发电厂站的大型涡轮发电机、蒸汽轮机、燃气轮机、水轮机、压缩机、膨胀机、泵、增压器、液力变矩器、风机、喷气发动机、离心分离机械，微型计算机硬盘里的电机和主轴、雷达伺服系统、同步电机的动力传动系统，以及铀浓缩车间的齿轮箱等。包括Siemens、BP、Alstom、ABB等众多旋转机械制造商和用户利用这些模块进行设计、性能预测、失效分析和诊断维修。
在中国，ABB公司采用了MADYN来设计并计算三峡水轮发电机组轴系稳定性、临界转速及动态响应计算，为三峡工程的顺利竣工提供了技术帮助。在风机行业，陕鼓“应用国际最先进的MADYN程序对轴承的动静态性能、转子不平衡响应及转子扭曲振动进行详细计算，提高了准确和可靠性”。2．MADYN 软件的特色
基于长期的理论研究和实践验证
面向工程实际的模型库 有效处理液膜轴承
颇具特色的磁性轴承
强大的求解能力
丰富的后处理
好学易用的用户界面
一个模型多个分析 3．MADYN 软件的功能
功能齐全的建模模块
MADYN内置了独特而强大的建模模块，以处理各种复杂的转子包括各类轴承、液膜转子、悬挂有弹性部件的轴以及各种轴承支撑。通用有限元程序获取力－位移传递函数后，一般的外壳结构也可以做为轴承支撑。模型库主要包括以下几类：
1.轴
2.轴对称子单元 3.弹性联轴器 4.齿轮 5.通用轴承 6.径向液膜轴承 7.浮环轴承 8.磁性轴承 9.通用弹簧
10.通用动态轴承支座 11.流体
此外，对于特殊模型，提供特殊了的建模方法：
1.复合轴，比如发电机线圈 2.温度相关的材料
3.应力计算时考虑切口系数的单元 4.轴向偏置的弹性支座
5.通过接口由文本文件导入转子数据
强大的求解能力 软件基于有限元方法，采用了Timoshenko梁理论，并利用了4阶Hermit单元来模拟转子系统的的弹性、惯性和陀螺效应。软件可求解阻尼和非阻尼状态下的临界转速、模态、稳定性、不平衡响应和瞬态响应。
1、静力学分析
重力 齿轮载荷 静态力 静态力组合
2、特征值分析
3、频响分析 不平衡反应 谐和力相应 谐波激励
4、瞬态分析
瞬态力相应分析 瞬态基础加速度相应 瞬态载荷组合
5、参数变量分析
临界速度图 Camphell 图 刚度和阻尼变化图 FCP 抗扭刚度变化图
丰富的后处理 MADYN 提供详细而丰富的后处理：
1.绘图详细且具有针对性，包括完整的信息并提供可选的复杂信息说明 2.模型分层显示：轴承、轴、联接、齿轮、系统 3.力、力矩、应力、变形结果的显示（沿轴向结果）4.时间相关变形的详细说明
5.共振曲线（可选择方向,主轴轨道,相对振动）6.特征值的分析的图表 7.参数分析的图表 8.瞬态相应曲线
功能齐全的液膜轴承模块
内置了由德国内燃机协会赞助研发的软件包ALP3T，可准确计算层流和紊流情况下的各种液膜系数。
可分析3种情况下的液膜轴承载荷： 1.流速稳定、力可变 2.流速可变、力稳定 3.流速可变、力可变
提供三种分析方法来计算静平衡状态下的液膜系数： 1.绝热分析：液膜温度固定。2.非绝热分析：热量有损失。
Sensor3.DIN表查值：根据DIN建立表格，查出流体系数。
特色的磁性轴承模块
可在任意位置通过定义各方向的传感器和激励器来定义磁性轴承。磁性轴承包括三种控制器：
1.模拟信号 2.数字信号 3.等效模拟信号
采用了MATLAB控制系统工具箱和信号处理工具箱，保证了MADYN求解效率和准确性。
友好的操作界面
1.由高级数学编程语言MATLAB编写而成。2.快速帮助提示 3.鼠标自动跳转功能 4.操作简单快捷 5.快速模型显示
第二篇：沈阳工业大学
沈阳工业大学
编辑 沈阳工业大学是辽宁省重点建设高校。坐落在中国东北地区国家区域中心城市——沈阳市，是一所涵盖工、理、经、管、文、法、哲等七大学科门类的多科性教学研究型大学。[1] 学校始建于1949年，原为国家机械工业部所属院校，1985年由沈阳机电学院更名为沈阳工业大学，1998年起由中央与地方共建，以辽宁省管理为主。学校具有学士、硕士、博士三级学位授予权，5个一级学科博士点共19个二级学科具有博士学位授予权，建有电气工程、机械工程、材料科学与工程博士后科研流动站。学校拥有电机与电器国家重点学科，建有国家稀土永磁电机工程技术研究中心、特种电机与高压电器教育部重点实验室，“现代电工装备理论与共性技术重点实验室”辽宁省高校重大科技平台，“极端条件下新型永磁电机理论及其应用技术”教育部创新团队。
我国稀土永磁电机领域奠基者和开拓者之一唐任远院士主持研制成国内首台稀土永磁电机；我国风电事业的开拓者和奠基人之一姚兴佳主持研制成功我国首台自主产权大型风力发电机组，并将技术成功实现产业化； 我国的油气管道内检测技术奠基人之一杨理践教授，在国内率先较完整地完成了长输油气管道内检测技术的研究和实施，保障了国家油气“大动脉”的畅通。
沈工大人秉承“自强 笃行”的校训精神，正在“振兴东北老工业基地”时代下起引领示范作用，向着“立足辽宁，服务全国，以工为主、特色突出、开放性的多科性高水平教学研究型大学”[2]的目标大步迈进！
第三篇：沈阳工业大学理学院
沈阳工业大学理学院
物理实验教学中心管理制度汇编
沈阳工业大学理学院 物理实验教学中心
目录
1． 2． 3． 4． 5． 6． 物理实验课程管理规定 物理实验课教师行课工作规程 物理实验课程教学环节教师二十八条 物理实验教学中心考勤制度
物理实验教学中心开放预习实验室管理制度 物理实验教学中心安全防火责任分工
7.物理实验学生选课管理办法
物理实验课程规定
为了更好地完成物理实验教学任务，保证物理实验教学秩序，物理实验教学中心对本课程作如下规定:
一、学生应该按照学校规定的时间完成自己的选课工作。选课结束后，应该及时查清自己的课程表，并且按照自己的课程表上课。
二、如因特殊原因而未选够实验题目者，可在物理实验教学中心规定的时间内，进行登记并预约补选。
三、在上课前，学生必须按照所要进行的实验任务，预先完成自己的实验预习工作，未完成相应实验任务的预习报告者，将不允许作此项试验。
四、学生应该按照学校规定的时间上课，迟到10分钟及以上者，将不允许作此实验。
五、上课期间，未经任课教师允许而外出者，其本次实验报告成绩将被降档处理，情节严重者，将取消本次实验的操作成绩。
六、实验结束后，学生的测量数据必须经任课教师检查并签字，否则，将被视为本次实验缺课。
七、学生不得互相抄袭实验报告，否则其实验报告成绩视为不及格。
八、因为各种原因而缺课者，可按照学校有关规定，说明缺课原因，按照物理实验教学中心规定的时间进行登记并预约补做实验。如果是无正当理由而缺课，则在申请补做的同时，提交书面检讨书，其补做的成绩最高为及格。
九、学生之间不得互相代做实验，否则，将同时被取消本课程的成绩。
十、学生缺少一个题目以上的成绩时，将被评定为本课程成绩不及格。十一、十二、本课程成绩不及格者，将重修本学期的实验课程。
其他年级需要重修的学生，应该按照学校教务处规定，先向所在学院提出申请，并办理重修手续，经教务处批准后，由所在学院统一提出重修名单，交物理实验教学中心，由物理实验教学中心具体安排学生的上课时间，物理实验教学中心不接待学生个人办理重修事宜。
理学院物理实验教学中心
2007年8月28日 物理实验课实验教师行课工作规程
为了进一步加强物理实验课程教学管理，切实落实和执行学校的行课制度，特制定物理实验课实验教师行课工作规程。
一、实验课程前的准备工作
任课教师在上课时应该着工作装，携带教案，在上课前10分钟到达实验课所在房间，打开房门，并做好课前的各项准备工作。
二、执行学校有关行课制度
任课教师在讲课前，应该按照学生名单进行点名，认真记录学生的出勤情况，对于迟到10分钟及以上者，取消该学生本次实验的资格。
三、检查学生预习报告并对学生进行有关本实验内容的提问
点名后，任课教师应该认真检查学生的实验预习报告，并根据学生的预习情况给出学生的预习成绩，对于未做预习者，取消该学生的本次实验资格。任课教师在讲课前，对学生进行有关本实验内容的提问。
四、做好课堂学生表现记录
任课教师应该加强实验中的指导工作，及时帮助学生解决实验中出现的问题，认真记录学生的课堂表现。
五、检查测量数据并签字
学生测量结束后，任课教师应该认真检查学生的实验数据，对合格的数据进行签字，对于数据不合格者，应该指出测量错误及原因，并指导学生重新测量。
六、仪器设备完好情况记录
实验教师在任课期间，应该注意实验仪器的使用情况，认真填写实验仪器使用纪录。发现仪器故障后，要及时进行维修、维护，如果教师自己不能维修仪器，应该及时向有关负责人通报并认真做好实验仪器的维修纪录。
七、组织学生打扫室内卫生
任课教师在本次实验课程结束前，要组织学生对实验所在房间的环境卫生进行必要的清理。
八、工作纪律
任课教师在上课期间，应该认真执行学校的有关规定和作息时间，不可擅自离开教学岗位，也不可以在上课期间从事与本次实验课程无关的其它事宜。
九、学生的实验报告及实验成绩管理
任课教师应该认真执行实验报告评分标准，及时批改学生的实验报告，公平、公正地给出学生的成绩，及时登录学生的实验成绩，妥善保管学生的实验报告。
十、本工作规程执行情况将于教学质量考核及年末考核挂钩。本工作规程如与学校有关文件相抵触时，以学校有关文件为准。
理学院物理实验教学中心
2007年8月28日
物理实验课程教学环节教师二十八条
1． 熟悉物理实验教学大纲和教学基本要求，注重物理思想和物理方法的讲授。2． 熟悉实验教材、熟悉仪器、熟悉各实验题目内容和要求。3． 认真备好课，写好实验报告、教案，思考题做好答案。4． 实验准备充分，每个题目都试做，亲自做出数据。5． 板书要突出重点，规范化，字迹工整。
6． 上课前10分钟到实验室，为准时上课做好一切准备。
7． 每次上课对学生点名，做好记录，了解缺席学生情况，做好课堂记录。8． 正常按授课计划完成实验教学任务。9． 上课前认真检查学生预习报告，做好记录。10． 上课要仪表端正，朴素自然。11． 讲课要声音洪亮，清晰。12． 讲课要语言准确、生动、流畅。13． 讲课要注意节奏，速度适中。
14． 讲课注意学生反映，适当提问，启发引导，控制好时间。15． 实验课注意学生纪律情况，及时纠正学生不良行为。16． 实验课注意了解学生的实验态度，适当提醒和批评。17． 提醒学生注意安全，按操作规程进行。
18． 实验进行过程中加强巡视，不得随便离开教学岗位。19． 要求学生独立完成实验操作，采用启发式答疑或质疑。
20． 教育学生爱护公物，注意节约，仪器轻拿轻放，执行损坏赔偿制度。21． 认真做好课堂纪录，注意考核学生的操作表现。
22． 实验结束后认真检查数据，清点仪器无误后，教师签字，方可让学生离开。23． 每次实验结束后，安排学生轮流值日，保持实验室整洁。24． 离开实验室之前，检查水、电、灯等开关是否关好。25． 按时收取实验报告。
26． 报告要认真详批，写好评语，做好记录。27． 注意抄报告，抄数据现象。28． 报告及时批改，成绩及时登录，问题及时反馈。
理学院物理实验教学中心
2007年8月28日
理学院物理实验教学中心考勤制度
为了贯彻落实学校有关规章制度，严肃工作纪律，提高工作效率，特制定此项制度。1． 实验员每天实行签到制度，即上班时和下班时必须签到。
2． 除因为晚间和周六上课而调休外，其它时间如果有离岗情况，必须按理学院规定请假，返回时也要及时销假，否则，视为脱岗。
3． 教师、实验员在授课时如果离开所在实验室，而在办公室闲谈等与工作无关的情况，则视为脱岗。
4． 严禁工作时间在办公室从事打游戏、闲谈等与工作无关的事情。
5． 实验员外出购买实验材料时，需要事先说明，并做到保证联系，有事能够及时到位。6． 认真执行坐班、值班等各种工作制度，不得擅自脱岗。
7． 实验员应该认真执行考勤制度，此项内容将作为对实验员考核、聘任的重要依据之一。8． 其他未尽事宜，按学校及理学院工作制度执行。
理学院物理实验教学中心
2007年8月28日 物理实验教学中心开放预习实验室管理制度
1．为方便学生学习，理学院物理实验中心特别设置学生预习实验室，每周一至周五的全天向全校学生开放。开放时间为，上午8：00—12：00，下午13：30—17：00。
2．在开放时间段内，学生可以自主选择预习时间，在预习实验室内预习实验内容，熟悉所要用到的实验仪器，观看相应的多媒体课件。
3．预习实验室内设有预习登记册，来预习实验室预习的学生，应该将自己的专业、班级、姓名、学号、实验项目等进行登记。
4．学生应该保持预习实验室内肃静及环境卫生。
5．学生在熟悉仪器时，应该按照仪器使用步骤调整，不得随意调整，如有损坏，可根据仪器损坏程度，按照学校有关仪器设备管理制度予以赔偿。
6．学生在预习中遇到的问题，可留在上实验课时和任课教师探讨。
7．学生对物理实验课的开设提出意见和建议，可向预习实验室的值班教师反映，由值班教师进行登记，并及时向物理实验教学中心主任反馈。
8．预习实验室的多媒体教学设备由物理实验室值班教师负责管理和使用，用于给学生播放实验项目的课件内容。
9．值班教师应认真负责，做好值班记录和学生的预习记录及多媒体教学设备的使用和管理工作。
10．物理实验教学中心主任定期检查预习实验室有关记录等工作。
理学院物理实验教学中心
2007年8月28日 物理实验教学中心安全防火责任分工
安全防火责任落实到各室，各室的责任人要负责本室的安全、防火工作。
1． 做到经常检查室内的各种电气设备安全情况。发现问题立即解决或上报，找有关部门解决，不准“带病”作业。2． 室内不准吸烟及使用明火。
3． 实验结束后和下班前必须检查水、电、门、窗等情况，确保无隐患。4． 经常对学生进行防火安全教育。安全防火责任人落实情况 总责任人：孙维民
物理实验中心办公室（综合楼519）责任人：孙维民 大学物理实验室1（综合楼502）责任人：徐菁华 大学物理实验室2（综合楼503）责任人：李军 大学物理实验室3（综合楼504）责任人：李军 大学物理实验室4（综合楼505）责任人：徐菁华 大学物理实验室5（综合楼506）责任人：徐菁华 大学物理实验室6（综合楼507）责任人：李军 大学物理实验室7（综合楼508）责任人：廉舒 大学物理实验室8（综合楼509）责任人：国安邦 大学物理实验室9（综合楼510）责任人：赵丽军 大学物理实验室10（综合楼511）责任人：孙维民 大学物理实验室11（综合楼512）责任人：廉舒 大学物理实验室12（综合楼513）责任人：廉舒 大学物理实验室13（综合楼514）责任人：李军 大学物理实验室14（综合楼516）责任人：廉舒 大学物理实验室15（综合楼517）责任人：徐菁华 大学物理实验室16（综合楼518）责任人：赵骞 大学物理实验室17（综合楼520）责任人：国安邦 大学物理实验室18（综合楼602）责任人：田鸣 大学物理实验室19（综合楼603）责任人：田鸣 大学物理实验室20（综合楼604）责任人：王威 大学物理实验室21（综合楼605）责任人：王威 大学物理实验室22（综合楼606）责任人：王威 大学物理实验室23（综合楼607）责任人：赵骞 大学物理实验室24（综合楼608）责任人：赵丽军 大学物理实验室25（综合楼609）责任人：徐菁华 大学物理实验室26（综合楼610）责任人：国安邦 大学物理实验室27（综合楼611）责任人：廉舒 大学物理实验室28（综合楼616）责任人：李军 大学物理实验室29（综合楼617）责任人：孙维民 大学物理实验室30（综合楼618）责任人：赵骞 理学院物理实验教学中心
2011年3月26日
物理实验学生选课管理办法
一﹑目的及意义
为了真正贯彻﹑落实学分制，在教学过程中因材施教，有利于学生个人获得最佳的发展，调动学生的学习积极性，提高教学质量，从2005年秋季学期开始，物理实验课程实行全面开放的教学模式。
实行开放式实验教学的模式，是一项较为复杂的系统工程，由学生在一定条件下自由选课是实行学分制的核心，必须进行精心组织。在教务处﹑理学院的领导配合下，全体师生之间紧密结合﹑各司其职，坚持面向学生﹑面向教学，管理服从质量，共同落实好选课咨询﹑指导等各个环节工作，逐步建立并完善一套科学的管理制度。
二﹑选课方法
1.每学期按照课程要求和学校的教学计划，开设一定量的实验项目。
2.每个学生应该必须修满课程规定学时的实验项目，达到课程要求，才可以得到相应的学分。
3.学生应该按照物理实验中心给出的实验项目情况，选择实验项目。除实验中心规定的必选实验项目为学生必须完成外，学生可在实验室给出的实验项目范围内选做实验项目，但必须选够课程规定的学时数。
4.在课程计划学时外，实验中心开出一些开放式的研究与创新性实验项目，由学生任选。同时也鼓励学生自拟实验题目﹑自定实验方案，自主实验。
5.考虑到仪器设备和实验房间的具体实际情况，每个实验室应按实际仪器的台数确定人数，保证每人单独一套仪器，并且独立完成所选的实验项目。研究与创新性实验项目可根据其具体情况安排学生组建小组，完成实验任务。
6.为了合理﹑有效的利用实验室资源，对某一实验项目，如每教学班人数低于规定人数，则停开此实验项目。
7.学生按照本课程的要求，可以自己选择选做的实验项目和上课时间，确定选做顺序。8.为了切实保证学生的学习质量，防止突击学习，每个学生在一周内最多只能选做2个实验项目，多选无效。
9.学生如果因特殊情况缺席，须持所在学院主管教学工作的副院长﹑主管学生工作的副院长签发的假条，经物理实验教学中心批准﹑备案后，方可按照实验室安排补做实验。
10.学生无正当理由缺课，按照学校有关规定处理。
三﹑其它需要注意的问题
1.选做实验项目的具体选择方法，由物理实验教学中心决定。2.学生选课应在规定的时间内完成。
3.没有选够实验项目的学生应及时与物理实验教学中心联系。
4.学生在课程结束后，出现丢﹑漏课现象时，需向物理实验教学中心写出书面申请，经物理实验教学中心同意后，可补做所缺实验项目，但每人最多只能补做一个实验项目。
5.开课后，对选课结果进行退选和改选，必须提前一周。如遇特殊情况，须经物理实验教学中心同意，方可进行退选和改选。
6.未办理手续而擅自改选者，不能取得本课程成绩和学分。
7.未办理选课手续，不准参加实验课，同时也不能取得本课程成绩和学分。8.学生不得更改已作过的实验项目。如发现选做的实验项目与实际实验项目有出入，应及时与物理实验中心联系并且及时更正，以免影响期末录入成绩。9.由于学生不参加选课或未完成选课所产生的一切后果，由学生本人自负。10.其他未尽事宜，由物理实验教学中心负责解释。11.本办法经学校教务处和理学院批准后实施。
理学院大学物理实验中心
2007年8月28日
第四篇：机械动力学读书报告
机械动力学读书报告
一、机械动力学研究的内容：
任何机械，在存在运动的同时，都要受到力的作用。机械动力学时研究机械在力作用下的运动和机械在运动中产生的力，并从力与运动的相互作用的角度进行机械的设计和改进的科学。
详细的机械动力学研究方向可以分为以下六点：
（1）在已知外力作用下，求具有确定惯性参量的机械系统的真实运动规律；分析机械运动过程中各构件之间的相互作用力；研究回转构件和机构平衡的理论和方法；机械振动的分析；以及机构的分析和综合等等。
为了简化问题，常把机械系统看作具有理想、稳定约束的刚体系统处理。对于单自由度的机械系统，用等效力和等效质量的概念，可以把刚体系统的动力学问题转化为单个刚体的动力学问题；对多自由度机械系统动力学问题一般用拉格朗日方程求解。机械系统动力学方程常常是多参量非线性微分方程，只在特殊条件下可直接求解，一般情况下需要用数值方法迭代求解许多机械动力学问题可借助电子计算机分析计算机根据输入的外力参量、构件的惯性参量和机械系统的结构信息，自动列出相应的微分方程并解出所要求的运动参量。
（2）分析机械运动过程中各构件之间的相互作用力。这些力的大小和变化规律是设计运动副的结构、分析支承和构件的承载能力以及选择合理润滑方法的依据。在求出机械真实运动规律后可算出各构件的惯性力，再依据达朗伯原理用静力学方法求出构件间的相互作用力。
（3）研究回转构件和机构平衡的理论和方法。平衡的目的是消除或减少作用在机械基础上周期变化的振颤力和振颤力矩。对于刚性转子的平衡已有较成熟的技术和方法：对于工作转速接近或超过转子自身固有频率的挠性转子平衡问题，不论是理论和方法都需要进一步研究。
平面或空间机构中包含有往复运动和平面或空间一般运动的构件。其质心沿一封闭曲线运动。根据机构的不同结构，可以应用附加配重或附加构件等方法全部或部分消除其振颤力，但振颤力矩的全部平衡较难实现优化技术应用于机构平衡领域已经取得较好的成果。
（4）研究机械运转过程中能量的平衡和分配关系。这包括：机械效率的计算和分析；调速器的理论和设计；飞轮的应用和设计等。
（5）机械振动的分析研究是机械动力学的基本内容之一。它已发展成为内容丰富、自成体系的一门学科。
（6）机构分析和机构综合一般是对机构的结构和运动而言，但随着机械运转速度的提高，机械动力学已成为分析和综合高速机构时不可缺少的内容。
二、振动的分析
为了简化问题，常把机械系统看作具有理想、稳定约束的刚体系统处理。对于单自由度的机械系统，用等效力和等效质量的概念，可以把刚体系统的动力学问题转化为单个刚体的动力学问题；对多自由度机械系统动力学问题一般用拉格朗日方程求解。2.1单自由度系统振动
其中有：无阻尼自由振动、有阻尼自由振动、有阻尼受迫振动几种，求解是分别带入不同的方程。
2.2多自由度系统振动
多自由度系统振动有以下几种方法：牛顿运动方程（或达朗伯尔原理）、拉格朗日运动方程、影响系数法、哈密尔顿原理、有限单元法。
动力减振器：在工程中，为减少振动带来的危害，可以在主系统上装设一个辅助的弹簧质量系统。该辅助装置与主系统构成一个二自由度系统。该辅助装置能使主系统避开共振区，并有减振效果，故称为动力减振器。
模态矩阵正则化：将模态方程的模态质量矩阵变为单位矩阵，该坐标变换称为模态矩阵正则化。
确定固有频率与主振形的方法：矩阵迭代法、瑞雷(Rayleigh)法、邓克莱(Dunkerley)法、传递矩阵(Transfer Matrix)法。
振型截断法（Cut Off）：（1）对于自由度很大的系统，可以进行自由度缩减，求解大模型的少数阶（前几阶）模态。（2）对于外力随时间变化较慢，系统初始条件中包含高阶主振型分量较少的情况。2.3机械动力系统响应的数值计算
欧拉法：欧拉法是取Taylor级数展开式的前两项的解法，为了减少Taylor级数展开引起的误差，可以取更高次项的Taylor级数。
线性加速度法:假定从时刻t→t+Δt时间的加速度直线变化。
纽马克-β法:纽马克法是线性加速度法的别名。β——调节公式的特性参数，0≤β≤1/2。往往固定采用β=1/6/或β=1/4。
威尔逊θ法：加速度在时刻t 到t+ θ Δ t内为线性变化，首先计算[t，t+ θ Δ t ]区间近似解，但仅取其中前半部分(到时刻t+ Δ t为止)作为近似解，而舍去后半部分(时间t+ Δ t以后)。这种巧妙的处理方法并非出于物理的原因，而主要是数学的理由。
此外还有龙格——库塔(RK)法。2.4弹性体振动
弦振动：在工程实际中常遇到钢索、电线、电缆和皮带等柔性体构件，其共同特点是只能承受拉力，而抵抗弯曲及压缩能力很弱，这类构件的振动问题称为弦的振动问题。其固有频率与弦的密度、弦的长度、截面、张力等有关，因此，知道弦的基本参数，可以通过固有频率可以计算张力，如钢索斜拉桥斜拉索的张力的确定。
波动方程：2=22（均质弦横向振动的微分方程，又称为波动方程）三种典型边界条件：（1）杆的轴向振动；（2）杆的纵向振动；（3）圆轴的扭转振动； 2.5ADAMS介绍
ADAMS，即机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，该软件是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)开发的虚拟样机分析软件。目前，ADAMS己经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。
ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。
2.5.1ADAMS基本模块
用户界面模块(ADAMS/View)ADAMS/View是ADAMS系列产品的核心模块之一，采用以用户为中心的交互式图形环境，将图标操作、菜单操作、鼠标点击操作与交互式图形建模、仿真计算、动画显示、优化设计、X－Y曲线图处理、结果分析和数据打印等功能集成在一起。
ADAMS/View采用简单的分层方式完成建模工作。采用Parasolid内核进行实体建模，并提供了丰富的零件几何图形库、约束库和力/力矩库，并且支持布尔运算、支持FORTRAN/77和FORTRAN/90中的函数。除此之外，还提供了丰富的位移函数、速度函数、加速度函数、接触函数、样条函数、力/力矩函数、合力/力矩函数、数据元函数、若干用户子程序函数以及常量和变量等。
自9.0版后，ADAMS/View采用用户熟悉的Motif界面(UNIX系统)和Windows界面(NT系统)，从而大大提高了快速建模能力。在ADAMS/View中，用户利用TABLE EDITOR，可像用EXCEL一样方便地编辑模型数据，同时还提供了PLOT BROWER和FUNCTION BUILDER工具包。DS(设计研究)、DOE(实验设计)及OPTIMIZE(优化)功能可使用户方便地进行优化工作。ADAMS/View有自己的高级编程语言，支持命令行输入命令和C++语言，有丰富的宏命令以及快捷方便的图标、菜单和对话框创建和修改工具包，而且具有在线帮助功能。
22求解器模块(ADAMS/Solver)
ADAMS/Solver是ADAMS系列产品的核心模块之一，是ADAMS产品系列中处于心脏地位的仿真器。该软件自动形成机械系统模型的动力学方程，提供静力学、运动学和动力学的解算结果。ADAMS/Solver有各种建模和求解选项，以便精确有效地解决各种工程应用问题。ADAMS/Solver可以对刚体和弹性体进行仿真研究。为了进行有限元分析和控制系统研究，用户除要求软件输出位移、速度、加速度和力外，还可要求模块输出用户自己定义的数据。用户可以通过运动副、运动激励，高副接触、用户定义的子程序等添加不同的约束。用户同时可求解运动副之间的作用力和反作用力，或施加单点外力。
ADAMS/Solver新版中对校正功能进行了改进，使得积分器能够根据模型的复杂程度自动调整参数，仿真计算速度提高了30%；采用新的S12型积分器(Stabilized Index 2 intergrator)，能够同时求解运动方程组的位移和速度，显著增强积分器的鲁棒性，提高复杂系统的解算速度；采用适用于柔性单元(梁、衬套、力场、弹簧－阻尼器)的新算法，可提高S12型积分器的求解精度和鲁棒性；可以将样条数据存储成独立文件使之管理更加方便，并且spline语句适用于各种样条数据文件，样条数据文件子程序还支持用户定义的数据格式；具有丰富的约束摩擦特性功能，在Translational, Revolute, Hooks, Cylindrical, Spherical, Universal等约束中可定义各种摩擦特性。
后处理模块(ADAMS/PostProcessor)
MDI公司开发的后处理模块ADAMS/Postprocessor，用来处理仿真结果数据、显示仿真动画等。既可以在ADAMS/View环境中运行，也可脱离该环境独立运行。ADAMS/PostProcessor的主要特点是：采用快速高质量的动画显示，便于从可视化角度深入理解设计方案的有效性；使用树状搜索结构，层次清晰，并可快速检索对象；具有丰富的数据作图、数据处理及文件输出功能；具有灵活多变的窗口风格，支持多窗口画面分割显示及多页面存储；多视窗动画与曲线结果同步显示，并可录制成电影文件；具有完备的曲线数据统计功能：如均值、均方根、极值、斜率等；具有丰富的数据处理功能，能够进行曲线的代数运算、反向、偏置、缩放、编辑和生成波特图等；为光滑消隐的柔体动画提供了更优的内存管理模式；强化了曲线编辑工具栏功能；能支持模态形状动画，模态形状动画可记录的标准图形文件格式有：*.gif，*.jpg，*.bmp，*.xpm，*.avi 等；在日期、分析名称、页数等方面增加了图表动画功能；可进行几何属性的细节的动态演示。
第五篇：服装动力学作业
服装动力学作业之
市场调查报告
——Z服装设计与营销一班
谈天豪 Z09400127 关于Zara的零售店调查报告
1.Zara的商店类型
Zara零售店属于GDA PLAZA商场之间的一家店中店，符合中国式零售店的特色，都是在综合性百货商店GDA PLAZA商场中开启的一家服装零售店。它既是服装品牌，也是专营ZARA品牌服装的连锁零售品牌.尽管ZARA品牌的专卖店只占Inditex公司所有分店数的三分之一，但是其销售额却占总销售额的70％左右。
2.该商店的目标消费人群
地理因素分析（Geographic）：Zara 零售店位于杭州市区的最中心武林广场商业区，在银泰与百大的对面，在天桥下来的对口，位于转角；杭州市是浙江的省会城市；尤其是市区，人口密集，人流量非常大,据网上数据显示，客流量在10万以上每天；杭州气候温和，雨天较少，平时适宜逛街；并且与H&M正对。随着H&M登陆杭州后日益受到关注。Zara的客流量也同时剧增。它在杭州市场的地位日益增长。
人口统计因素（Demographic）: 消费群在18-24的青少年到35到49的中年人之间；性别大多为女性消费者，男性消费者也有；面向世界各国的消费群，所有喜欢休闲风格的人群；收入在月收入RMB1000-10000；职业大多为上班族，学生，白领；受到过高等教育；不分国籍；不分人种。
心理因素（Psychographic）:属于社会的中高阶级人群；生活方式属于休闲类为主，平时活动较多，运动较多，不是很正式；喜爱西班牙风格以及喜爱运动休闲生活方式的人群为主，心理年龄年轻。
消费行为因素(Behavioral):在非正式场合所穿的较休闲运动服装；可以穿着多次，使用频率高且久，可以拥有较长时间段；使用破坏状况较轻微者；对品牌拥有一定的忠诚度，ZARA直属于大卖场，该大卖场拥有品牌专有性；较多年轻女性成为了ZARA这个品牌忠诚的追捧者。3.ZARA零售店的结构
门口有条形码检验门，有效的热闹环境下的偷窃以及顾客不小心带出门的服装，并且拥有一个穿西装的门卫，负责管理顾客不带易弄脏类食物入内以及大致的导购； 进门时女装，大厅中间有49，139的标牌，下面摆放此种价格的内衣和衬衣； 左边有精品的女装，还有TRF和DENIE风格类服装； 右边为试衣间和毛衣群；
走过标有MEN的墙壁，里面是男装
最接近男女装边界的小桌子上挂了一两顶帽子，还摆放了内裤；
四周靠墙挂着一幅，桌子上放着线衫，衬衫寡欲大厅中央的桌子边上呈“S”形状的衣架上，也有部分外套挂在那里；
角落里百分那个的是部分帽子和皮带累饰品；
靠近最里面的墙壁上有柜台上面摆放了鞋子，鞋柜下悬挂了裤子。另外，中间的珠子上都贴有全身镜。
各种衣服、裤子、帽子、内裤、穿插在一起，已有重复的款式不同的摆放。
4.ZARA的营销策略
时尚程度（Fashion Cycle Emphasis）:ZARA是西班牙的品牌，属于时尚循环(Fashion Cycle)的累积阶段(Culmination Stages)中加速阶段(Acceleration)至广泛接受的阶段(Acceptance)之间
质量水平（Quality）: ZARA生产基地设在西班牙，只有最基本款式的20服装在亚洲等低成本地区生产。ZARA自己设立了20个高度自动化的染色、剪裁中心，而把人力密集型的工作外包给周边500家小工厂甚至家庭作坊，而把这20个染色、裁剪中心与周边小工厂连接起来的物流系统堪称一绝。在西班牙方圆200英里的生产基地，集中了 20家布料剪裁和印染中心，500家代工的终端厂。ZARA把这200英里的地下都挖空，架设地下传送带网络。每天根据新订单，把最时兴的布料准时送达终端厂，保证了总体上的前导时间要求。在质量上面是很多服装公司无法匹敌的。价格档次（Price Range）：Better And Moderate MENS 外套按做工和款式、原材料有569至1399不等 毛线外套衫569 衬衫399 衬里的内衣299 帽子内裤139 鞋子399-699不等 WOMENS 内衣 49 129 外套 359 599 衬衫 299 TRF DENNIE 比较时尚 价格在499-999不等
产品的花色，品种的广度和深度（Depth&Breadth）: McFashion 快速平价 大量 广而浅
“多款式、小批量”，ZARA每年都要推出12000多种服装产品。种类非常广，但是并不深，而且每种服装产品的数量都很少，ZARA实现了经济规模的突破，款多量少，成为当红的商业模式。ZARA以其灵敏供应链，创造了长尾市场的新样板。品牌策略（Band Policies）：
ZARA是西班牙Inditex集团旗下的一个子公司，它既是服装品牌，也是专营ZARA品牌服装的连锁零售品牌。在QC方面做得很好，ZARA的灵敏供应链系统，大大提高了ZARA的前导时间。前导时间是从设计到把成衣摆在柜台上出售的时间。中国服装业一般为6～9个月，国际名牌一般可到120天，而ZARA最厉害时最短只有7天，一般为12天。这是具有决定意义的12天。它的营销策略有顾客导向；垂直一体化；高效的组织管理；强调生产的速度和灵活性；不做广告不打折等。专有性（Exclusivity）：杭州只有国大和利星拥有ZARA品牌的零售店，对于杭州的国大和利星来说，拥有较强的品牌专有性
ZARA的经营策略
营业时间：上午十点到晚上十点，节假日不休
商品包装： ZARA的服装都是采用只带有”ZARA”字样的黑色硬质纸袋包装，有利于顾客的携带且牢靠实用。
消费帮助： 一般情况下，由顾客自由的挑选服装，如果询问门口和收银台的柜台工作人员，他们提供导购服务和推荐。在更衣室出也有工作人员负责改衣修衣。大厅内有少数工作人员负责折叠好顾客弄乱的衣服。
试衣间： 入口处有工作人员和桌子，桌子上摆放试穿后的衣服，工作人员负责折叠后返送柜台。边上有一两个小座位。可以稍作休息等待。试衣间内有光线明亮的黄色炽灯，试衣间为2-5平方米的小房间，纯黑色的墙壁隔墙，墙上有较大的全身镜，墙壁上有挂钩可以摆放换下的衣物，有拖鞋可以穿出试衣间外。
洗手间： 与整个楼层共用公共卫生间，内无独立卫生间
价格吊牌：上标有尺码：比如，大写黑体字36 USA4 MEX6 UX8，标有各地区的不同尺码标准；产品编号:ART 0754/028/712;条形码;标价；一般为一张吊牌，黑色印有”ZARA COLLECTION”字样，另附小包纽扣，也有两张吊牌的一黑一白也都印有简单的”ZARA COLLECTION”字样
商品陈列：门口的橱柜里最醒目位置摆放了人台模特，摆放了最新款式的服装和标价。在内部大厅也都有此款服装或者产品，大厅中较为引人注目的落地式的呈”S”形的衣架，上端立有吸引顾客的价格牌，标有”49”,”129”等字样，价格便宜的衣物，突出了ZARA价格便宜的优势特点。不同颜色不同款式不同类型的服装被分类悬挂在不同的货架之后总，突出了服装的色彩和造型，在布置上有穿插，在购买一样产品式可以同时挑选不同类型的不同产品，提高单位顾客的购买数量。并且同种物品也重复出现在顾客眼中，提高单位物品的出售率。给顾客一种逛街的快速购物感觉。提高购物的效率。
店堂氛围：ZARA属于店中店类型，但是在门口第一家店，占据了最好的地理位置。门口的ZARA门面虽然低调，但显示出高雅富有野性的气息。门口造有台阶，很有气魄。店内装潢以黑色为主色调，为暗色系的装修风格，配上亮黄色的灯光。装修简洁富有个性。大堂内的音乐史西班牙略带野性的轻快型音乐。给人振奋、充满活力的购物感觉。
促销：低价的内衣 :标有49.129字样的柜台，在S型的衣架上面，坐落于大厅中央，很吸引人的注目，给人第一感觉廉价打折：当整个大厦打折时段，ZARA也会参与整个活动当中，即时，购物场面十分浩大。
改进意见：当H&M与ZARA门对门的进行竞争时，必须拥有更光更快速的反应（QC）。H&M一向以快速廉价大量为竞争的模式。在快速反应上面，如果ZARA没有跟上时，不够迅速，那么这场竞赛的输赢显然就会分出结果，这结果必定让ZARA失望。
必须更加的廉价，或者提高自身的档次，我认为后者比较可取。与H&M比较价格不是明智之举，只能消耗大量的利润换取更多不必要的损失。然而另辟蹊径，提高档次，不与H&M正面交锋，是一个可行的明智之举。
改善购物的环境，提高个性化的程度。在购物环境上面，ZARA的装修、布置风格明显战胜H&M，只要保持这个不输，并且更加的个性化使购物环境更拥有西班牙的风格，又迎合中国消费者的喜好。我相信顾客会更加多。
Z09400127
谈天豪
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