18 二、课程教学内容提要与基本要求 理论部分 序号 教学内容提要 基本要求 学时 1 第一章 自由振动 1. 自由振动 2. 阻尼自由振动 掌握无阻尼和有阻尼自由振动的理论和分 析方法。 4 2 第二章 受迫振动 1. 线性系统的受迫振动 2. 受迫振动的过渡阶段 3. 简谐激励下的受迫振动 4. 任意周期激励下的响应 掌握单自由度系统受迫振动的基本理论和 分析方法，理解受迫振动中的共振特性。 8 3 第三章 多自由度系统的振动 1. 多自由度系统的自由振动 2. 多自由度系统的模态 3. 模态的正交性 4. 固有频率为零和相等的情况 5. 多自由度系统的受迫振动 6. 有阻尼的多自由度系统 掌握多自由度系统的模态特性分析方法； 掌握模态叠加法的运用；掌握多自由度系 统的共振特性；理解有阻尼的多自由度系 统的复模态分析技术；理解近似解法在工 程中的应用。 12 4 第四章 连续系统的振动 1. 杆的纵向振动 2. 梁的横向振动 3. 集中质量法，假设模态法 4. 有限元方法 掌握连续系统的模态分析技术，以及与多 自由度系统中的模态特性的区别；掌握工 程中常用的几种离散化方法。 8 实验部分 序号 实验项目名称 学 时 实验内容、要求及时间安排、仪器要 求 必开/ 选开 实验 类型 三、教学方法 教师讲授为主，结合讨论式教学，使学生参与到教学活动中，第五章部分内容分小组讨 论、教师指导的形式学习
19 四、课程思政内容 本课程通过对机械振动理论的学习，学生在掌握本课程基本概念、原理和方法的前提下， 树立爱党爱国情怀、培养爱岗敬业精神，养成良好的习惯和正确的人生观，提升学生的爱国 情怀和报国精神。机械振动不仅广泛存在于航空、高铁、智能制造等领域中，在电子产品和 汽车工业等领域也存在振动问题。在教学中，充分运用网络资源和现代教学手段，融入我国 学者与工程技术人员特别是新中国成立后，我国在相关工程技术人员将振动理论知识与工程 实际相结合，介绍我国学者所提出的减振、隔振新方法和发表的相关论文，提高学生的学习 兴趣，激发学生的民族自豪感。 五、教学目标达成与评价方式 教学目标培养学生掌握机械振动的基本理论和应用基本理论解决机械工程问题的能力 通过课堂讲授方法达成；达成情况通过总评成绩评价。 六、课程成绩评定 总评成绩=期末考试(70%)+平时作业(20%)+平时表现(10%) 机械振动理论课程的成绩评定内容包含三部分，期末考试成绩占 70%；平时作业成绩占 20%；平时表现成绩占 10%。 七、建议教材与主要参考书 建议教材： 《振动力学》(第二版)，刘延柱、陈立群、陈文良编著，北京：高等教育出版社，2010 参考书： 1.《机械振动基础》，胡海岩编著，北京：北京航空航天大学出版社，2010； 2.《机械振动》，张义民编著，北京：清华大学出版社，2010 八、编制与审核 工作内容 负责人 完成时间 编制（任课教师） 郝育新 2024 年 6 月 审核（学科、专业负责人） 2024 年 8 月 批准（主管院长） 2024 年 8 月
20 《现代设计方法》课程教学大纲 课程名称 现代设计方法 课程编码 ME5002 英文名称 Modern Design Method 考核方式 √考试 □考查 课程性质 □公共必修课 专业必修课 □公共选修课 □专业选修课 □补修课 □其他_ 学分 2 总学时 32 课程特点 本研一体化课程 特色课程 □学科交叉融合课程 □全英文授课课程 □双语授课课程 □案例课程 □校企联合课程 □其他_ 实验学时 4 先修课程（已具 备知识能力） 数学类课程、机械类专业基础课程 适用学科/专业 学位类别（领域） 机械工程/机械类 一、课程教学目标 现代设计方法是计算机技术与机械工程相结合的一门应用型系统课程，是机械工程学科 研究生必修课。通过本课程的学习，学生了解复杂系统设计的关键过程，掌握系统方案设计 方法，领会优化设计、有限元分析基本原理，并灵活应用 ANSYS 软件。课程旨在使学生掌握 计算机辅助设计、分析、集成方面的主要核心技术：通过工程软件学习，增强建构本学科和 相关领域中计算机辅助设计实践应用的能力，为从事相关工作奠定基础；通过项目式驱动教 学和实验教学，让学生掌握优化、有限元分析等现代设计方法的基本原理，具备利用所学知 识解决与本学科领域相关问题的基本能力
21 二、课程教学内容提要与基本要求 理论部分 序号 教学内容提要 基本要求 学时 1 工程产品集成开发过程 了解数字化设计技术的主要技术和术语； 领回现代设计的基本思想；掌握系统集成 开发的概念以及集成开发的基本框架结 构；了解目前国内外集成开发环境成功案 例；了解研究和技术前沿，包括 AI 技术、 IT 技术、虚拟设计、网络技术等在现代设 计系统中的应用。 4 2 复杂产品方案设计及关键系统设 计 掌握机械系统的方案设计基本方法，用黑 箱法、功能分解、形态学矩阵完成饺子成 型机设计。 掌握执行系统设计设计基本方法，了解执 行系统的组成、功能及分类，掌握机构选 型及常用机构的主要性能特点，绘制执行 系统设计机构工作循环图。 4 3 优化设计（1） 掌握工程优化一般模型及迭代方法、数学 模型；针对具体工程问题，建立优化数学 模型；优化软件的应用。学习并掌握一维 优化方法、梯度法、惩罚函数法、复合型 法等基本优化方法。 8 4 优化设计（2） 掌握智能优化方法，如遗传算法、蚁群算 法、粒子群算法； 了解多学科多任务集成设计系统的组成及 设计、分析、仿真工具集成方法；了解掌 握常用的多学科优化方法，并实现应用。 4 5 有限元分析（1） 掌握有限元法的基本思想，掌握一维杆件 有限元法、二维杆件有限元法、平面有限 元问题的基本原理及求解思路。 4 6 有限元分析（2） 掌握有限元建模的基本知识，掌握常用单 元类型、网格划分、结点外载荷、边界约 束基本知识，掌握用 ANSYS 软件静力学分 4
22 析基本方法。 实验部分 序号 实验项目名称 学 时 实验内容、要求及时间安排、仪器要求 必开 /选 开 实验 类型 1 ANSYS 软件应用 4 使用 ANSYS 软件分析基本结构问题的受 力变形问题。 必开 4 三、教学方法 课堂教学以案例教学为主，注重工程项目的引入。教师在课堂教学中为学生研讨设置专 门的时间，以激发学生的主动学习精神。对重点、难点章节安排习题课，例题的选择以培养 学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。 讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。实验内容要做课程考核的一部分，每个学 生必须完成。在条件具备的情况下，鼓励教师积极采用多媒体教学、工程案例教学、工程实 践项目引入等创新手段教学。 四、课程思政内容 现代设计方法课程围绕坚定学生理想信念，以爱党、爱国、爱社会主义、爱人民、爱集 体为主线，将国情教育、科学精神、职业行为规范等嵌入教学内容中，设计和实施教学内容 与教学方法。 （1）通过梳理现代设计方法发展脉络，激发学生热爱祖国、热爱事业的情怀； （2）在理论教学过程中，将我国在机械工程领域的发展历史与现状等融合到现代设计 方法课程的相关内容当中，增强学生使命感、责任感、荣誉感以及不屈不挠的赶超精神； （3）针对现代设计方法课的教学过程，穿插进行敬业爱岗、勤奋工作、团结协作等职 业道德教育，以及安全规范等行为规范教育，培养学生良好的专业素质和认真负责的工作态 度。五、教学目标达成与评价方式 课程教学目标 达成途径 通过项目式驱动教学和实 验教学，让学生掌握优化、有限 元分析等现代设计方法的基本 原理，具备利用所学知识解决与 本学科领域相关问题的基本能 课堂讲授：重点突出、思路清晰、注重师生互动交流， 及时掌握学生学习情况，关注每一个学生的学习。 研讨课：将优化方法工程应用作为研讨课内容，学生结 合自己课题研究内容，分析应用优化技术实现的目标， 小组研讨交流，深入掌握教学内容