950
.pdfМинистерство образования Российской Федерации Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Кафедра архитектуры
С.А. Паузин
СОБСТВЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ УПРУГИХ ТЕЛ (СТЕРЖНЕЙ, ПЛАСТИНОК
И ОБЪЕМОВ ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕД)
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, практическим, семинарским занятиям
для студентов направления подготовки 08.04.01 Строительство, профиль Теория и проектирование зданий и сооружений
Нижний Новгород ННГАСУ
2016
Министерство образования Российской Федерации Федеральное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Кафедра архитектуры
С.А. Паузин
СОБСТВЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ УПРУГИХ ТЕЛ (СТЕРЖНЕЙ, ПЛАСТИНОК
И ОБЪЕМОВ ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕД)
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, практическим, семинарским занятиям
для студентов направления подготовки 08.04.01 Строительство, профиль Теория и проектирование зданий и сооружений
Нижний Новгород ННГАСУ
2016
2
УДК
Паузин С.А. Собственные колебания упругих тел (стержней, пластинок и объемов газообразных сред) [Электронный ресурс]: Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, практическим, семинарским занятиям для студентов направления подготовки 08.04.01 Строительство, профиль Теория и проектирование зданий и сооружений /С.А. Паузин; Нижегор. гос. архитектур.- строит. ун-т.- Н.Новгород: ННГАСУ, 2016. – 10 с; ил. 1 электрон. опт. диск
(CD-RW)
Содержит методические рекомендации по подготовке к лекциям по основным разделам модуля «Собственные колебания упругих тел (стержней, пластинок и объемов газообразных сред)».
Предназначено для обучающихся в ННГАСУ для подготовки к лекционным занятиям, включая рекомендации по самостоятельной работе магистрантов по направлению подготовки 08.04.01. Строительство, профиль Теория и проектирование зданий и сооружений.
© С.А. Паузин, 2016
© ННГАСУ, 2016
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. |
Рекомендации обучающимся по подготовке к лекциям . . . . . . . . . . . . . . . . |
5 |
2. |
Общие рекомендации по организации самостоятельной работы . . . . . . . . |
9 |
Рекомендуемая литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
11 |
4
1. Рекомендации обучающимся по подготовке к лекциям
Целями освоения учебной дисциплины «Собственные колебания упругих тел (стержней, пластинок и объемов газообразных сред)» являются: углубление знаний о теоретических основах процесса прохождения звука через ограждающие конструкции и конструктивные системы гражданских и промышленных зданий.
Методы изучения материала - активная работа на лекциях и практических занятиях, самостоятельная работа с литературными источниками и справочной нормативной литературой.
Основные виды учебных занятий - лекции, практические занятия, зачет.
Учебные задачи - ознакомление студентов с особенностями проектирования зданий, научными аспектами специализированных разделов проектов.
Лекции – форма учебного занятия, цель которого состоит в рассмотрении теоретических вопросов излагаемой дисциплины в логически выдержанной форме. Важно понять, что лекция не является копией учебника, а скорее – обобщением многочисленной литературы, авторской разработкой, которая отражает опыт преподавателя его представления о том, что студент должен знать.
Правильно законспектированный лекционный материал позволяет студенту создать устойчивый фундамент для самостоятельной подготовки, дает возможность получить и закрепить полезную информацию. Именно на лекции создаются основы для эффективной и плодотворной работы с информацией,
которая нужна студенту как в профессиональной, так и в повседневной жизни.
Восприятие лекции и ее запись – это процесс постоянного сосредоточенного внимания, направленного на понимание рассуждений лектора,
обдумывание полученных сведений, их оценку и сжатое изложение на бумаге в удобной для восприятия форме. То есть, самостоятельная работа студента на лекции заключается в осмыслении новой информации и ее краткой
5
рациональной записи. Правильно записанная лекция позволяет глубже усвоить материал, успешно подготовиться к практическим занятиям, зачетам и экзаменам и к реальному проектированию.
По дисциплине «Собственные колебания упругих тел (стержней,
пластинок и объемов газообразных сред)» тематический план лекций и практических занятий представлен в таблице 1.
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
|
Кол-во |
|
|
Наименование темы |
часов |
|
|
|
|
|
|
|
Л |
Пр |
|
|
|
|
|
Раздел 1. Основы теории колебаний. |
2 |
2 |
|
Тема 1. Основные определения. |
|
|
|
Тема 2. Понятие волнового уравнения. |
|
|
|
Тема 3. Некоторые волновые явления. |
|
|
|
|
|
|
|
Раздел 2. Колебания пластин. |
4 |
2 |
|
Тема 4. Колебания шарнирно-опертых плоских изотропных |
|
|
|
пластин. |
|
|
|
Тема 5. Колебания шарнирно-опертых пластин с различной |
|
|
|
степенью анизотропии. |
|
|
|
Тема 6. Колебания пластин с различными условиями |
|
|
|
опираниями по сторонам (шарнирное опирание и жесткое |
|
|
|
защемление, жестко-защемленная пластина по контуру, |
|
|
|
пластины со свободными краями). |
|
|
|
|
|
|
|
Раздел 3. Колебания воздушных объемов |
4 |
2 |
|
Тема 7. Колебания объемов воздуха в пространстве между |
|
|
|
двумя пластинами. |
|
|
|
Тема 8. Колебания воздушных объемов в помещениях. |
|
|
|
|
|
|
|
Подготовка к экзамену |
Нет |
1 |
|
|
|
|
|
ИТОГО: |
10 |
7 |
|
|
|
|
|
6
Тема 1. Основные определения.
Свободные колебания материальной точки под действием восстанавливающей силы, пропорциональной расстоянию от центра колебаний. Амплитуда, начальная фаза, частота и период колебаний. Затухающие колебания материальной точки при сопротивлении, пропорциональном скорости, период этих колебаний, декремент. Апериодические колебания. Вынужденные колебания материальной точки при действии гармонической возмущающей силы и сопротивлении, пропорциональном скорости. Амплитуда вынужденных колебаний, сдвиг фаз. Явление резонанса.
Тема 2. Понятие волнового уравнения.
Длина волны, ее связь со скоростью распространения и частотой (периодом) колебаний. Интерференция волн. Дифракция. Биения. Звуковые волны. Скорость звука. Громкость и высота звука. Эхо. Упругие волны в стержне. Упругие волны в газах и жидкостях.
Тема 3. Некоторые волновые явления. Эффект Допплера. Землетрясения.
Тема 4. Колебания шарнирно-опертых плоских изотропных пластин. Волновое движение прямоугольной мембраны. Замкнутое волновое
движение. Собственные колебания тонких прямоугольных пластин.
Тема 5. Колебания шарнирно-опертых пластин с различной степенью анизотропии.
Понятие анизотропии. Обобщенный закон Гука. Собственные колебания ортотропных и трансверсально-изотропных пластин.
Тема 6. Колебания пластин с различными условиями опираниями по сторонам.
Шарнирное опирание и жесткое защемление, жестко-защемленная пластина по контуру, пластины со свободными краями.
Тема 7. Колебания объемов воздуха в пространстве между двумя пластинами.
Тема 8. Колебания воздушных объемов в помещениях. Геометрическая теория. Статистическая теория. Волновая теория.
7
2. Общие рекомендации по организации самостоятельной работы
Для эффективного освоения дисциплины «Собственные колебания упругих тел (стержней, пластинок и объемов газообразных сред)» предлагается следующая последовательность ее изучения:
- подробное ознакомление с рабочей программой учебной дисциплины с целью уточнения ее структуры, а также определения объема учебного материала,
выносимого на самостоятельную проработку;
-изучение лекционного материала, учебной литературы и действующего законодательства для подготовки к практическим занятиям;
-выполнение домашних заданий, которые содержатся в отдельных темах плана самостоятельной работы студентов;
-подготовка к зачету.
При подготовке к практическим занятиям на основании лекционного материала и учебной литературы прорабатывается теоретическая часть дисциплины к наиболее важным темам, которые выносятся на эти практические занятия. Кроме этого в процессе подготовки к практическому занятию выполняются домашние задания с тематикой, определяемой совместно с лектором курса.
План самостоятельной работы обучающихся представлен в таблице 2.
8
Таблица 2
№ |
Наименование раздела учебной |
СРС |
Виды СРС |
|
п/п |
дисциплины (модуля) |
(в |
|
|
|
|
|
часах) |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
|
1 |
Раздел 1 |
Основы теории |
9 |
Реферат на тему |
|
колебаний. |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Раздел 2 |
Колебания пластин. |
9 |
Реферат на тему |
|
|
|
|
|
3 |
Раздел 3 |
Колебания воздушных |
10 |
Реферат на тему |
|
объемов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИТОГО: |
28 |
|
|
|
|
|
|
|
Примечание – темы рефератов уточняются в индивидуальном плане работы в зависимости от тематики исследования.
9
Рекомендуемая литература
1.СП 51.13330.2012 Защита от шума
2.Боголепов, И.И. Архитектурная акустика / И.И. Боголепов. – СПб: Судостроение, 2001
3.Исакович, М.А. Общая акустика / М.А. Исакович. – М.: Наука, 1973
4.Амбарцумян, С.А. Теория анизотропных пластин: прочность, устойчивость, колебания. / С.А. Амбарцумян. – М.: Наука, 1987. – 360 с.
5.Боголепов, И.И. Промышленная звукоизоляция / И.И. Боголепов. – Л.: Судостроение, 1986. – 368 с.: ил.
6.Горелик, Г.С. Колебания и волны / Г.С. Горелик. – М.: Наука, 1983. –
450 с.
7.Лехницкий, С.Г. Анизотропные пластинки / С.Г. Лехницкий. – М.: Гостехтеориздат, 1957. – 463 с.: ил.
8.Лямшев, Л.М. Отражение звука тонкими пластинками и оболочками
вжидкости / Л.М. Лямшев. – М.: АН СССР, 1955. – 73 с.
9.Прогнозирование и измерения звуковой среды: учеб. пособие / М.С. Седов [и др.]. – Н. Новгород: Изд–во ННГУ, 1991. – 67 с.
10.Рэлей, Дж. В. Стретт. Теория звука: пер. с англ. / Дж. В. Стретт Рэлей. – М.: Гостехтеориздат, 1955. – Т.1: 504 с. – Т.2: 427 с.
11.Седов, М.С. Волновая теория собственных колебаний прямоугольных пластин / М.С. Седов // Изв. Вузов. – Сер.: Строительство и архитектура. – 1995. – № 12. – С. 28 – 34
12.Седов, М.С. Звукоизоляция / М.С. Седов // Техническая акустика транспортных машин: справочник / Под ред. Н.И. Иванова. – СПб: Политехника,
1992. – Гл.4. – С. 68-105
13.Бреховских, Л.М. Волны в слоистых средах / Л.М. Бреховских. – М.:
Наука, 1973. – 357 с.
14.Виноградова, М.Б. Теория волн / М.Б. Виноградова, О.В. Руденко, А.П. Сухоруков. – М.: Наука, 1979. – 383 с.
15.Гринченко, В.Т. Гармонические колебания и волны в упругих телах. / В.Т. Гринченко, В.В. Мелешко. – Киев: Наукова думка, 1981. – 284 с.
16.Седов, М.С. Решение некоторых основных задач о собственных колебаниях упругих тел. / М.С. Седов. – Горький: ГГУ им. Н.И. Лобачевского,
1970. – 64 с.
17.Cremer, L. Theorie der Schalldämmung dünner Wände bei schrägem
Einfall / Cremer L. // Akust. Z. – 1942. – Bd.7. – N.3– S. 81 – 125
18.Heckl, M. Untersuchungen an orthotropen Platten / M. Heckl // Acustica.
– 1960. – Bd.10 –N.2 –S.109 –115
19.Reissner, H. Der senkrechte und schräge Durchtritt einer in einem flüssigen Medium erzeugten ebenen Dilatations Welle durch eine in diesem Medium befundliche planparallelfeste Platte / H. Reissner // Helv. phys. Acta. – 1938. – N.11. – S.140 – 155
20.Schoch, A. Der Schalldurchgang durch Platten / A. Schoch // Acustica. – 1952. – Bd.2. – N. 1. – S.1
10