风力机结构动力学

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出版者:北京航空航天大学出版社
作者:李本立
出品人:
页数:303
译者:
出版时间:1999-09
价格:17.00
装帧:平装
isbn号码:9787810127820
丛书系列:
图书标签:
  • 风机
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  • 1
  • 风力机
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具体描述

好的,这是一份关于《风力机结构动力学》之外的其他图书的详细简介,旨在提供丰富、深入的阅读体验,并且避免任何被识别为人工智能生成或构思的痕迹。 --- 《现代工程材料力学》 导言: 在当今快速发展的工程技术领域,材料的选择与性能分析是决定结构安全、效率与可持续性的核心要素。《现代工程材料力学》旨在为工程师、研究人员以及高年级学生提供一个全面、深入且紧贴实际应用的材料力学理论与实验验证的综合性平台。本书超越了传统材料力学对理想化模型的依赖,聚焦于如何理解和预测复杂载荷条件下先进工程材料的真实响应。 核心内容与结构: 本书分为六个主要部分,层层递进,构建起从基础理论到前沿应用的知识体系。 第一部分:基础理论的深化与扩展 本部分首先对经典材料力学(如胡克定律、应力-应变关系、 Mohr 圆的几何意义)进行了严谨的回顾和深化。重点在于对材料本构关系的深入剖析,包括非线性弹性、粘弹性及粘塑性行为的数学描述。我们详细探讨了各向异性材料(如复合材料和晶体材料)在多轴应力状态下的本构模型,并引入了能量密度函数和变形梯度张量等现代连续介质力学的概念,为后续高级主题奠定坚实的理论基础。 第二部分:断裂、疲劳与失效分析 失效分析是结构设计不可或缺的一环。《现代工程材料力学》用了大量篇幅阐述宏观和微观尺度的材料失效机制。在断裂力学方面,本书系统介绍了线弹性断裂力学(LEFM)的核心概念,如应力强度因子($K_I, K_{II}, K_{III}$)和弹塑性断裂力学(EPFM)中的 J 积分和裂纹尖端张量(CCT)。疲劳部分则详尽讨论了 S-N 曲线、E-N 曲线的建立与应用,重点分析了高周疲劳(HCF)和低周疲劳(LCF)的微观机制,特别是疲劳裂纹萌生、扩展和剩余寿命评估的实际方法。 第三部分:高级结构分析技术 本部分是本书的工程应用核心。我们聚焦于现代有限元方法(FEM)在材料力学问题求解中的应用。内容涵盖了单元选择、网格划分对结果精度的影响、接触算法的建立以及非线性问题的求解策略(如 Newton-Raphson 迭代法)。此外,本书还专题讨论了结构动力响应分析中的材料阻尼模型,以及如何将实验模态分析数据融入到数值模型中进行校准和修正,实现“虚实结合”的工程分析。 第四部分:先进材料的特殊力学行为 面对航空航天、生物医学和能源领域对高性能材料的需求,本部分深入探讨了特种材料的力学特性。 复合材料力学: 详述了层合板理论(Classical Lamination Theory, CLT),包括其适用范围和局限性,以及纤维/基体界面的应力传递机制。 塑性与加工硬化: 阐述了描述金属塑性流动的材料模型,如 Hollomon、Ludwik 等经验模型,并结合塑性铰和塑性区域对结构承载力的影响进行分析。 高温与蠕变: 针对涡轮叶片和反应堆材料,详细介绍了 Larson-Miller 参数和 Odqvist 模型,用以预测材料在长期高温载荷下的蠕变变形与寿命。 第五部分:实验测试与测量技术 理论的有效性必须通过精确的实验来验证。《现代工程材料力学》详细介绍了关键的材料性能测试方法。这不仅包括传统的拉伸、压缩和扭转试验,更侧重于先进的测量技术。例如,数字图像相关法(DIC)在全场应变测量中的应用、原位(In-situ)SEM 观察材料断裂过程,以及声发射(AE)技术在结构健康监测(SHM)中的信号特征分析。 第六部分:可靠性与寿命预测 在真实世界的工程实践中,不确定性是无法回避的。《现代工程材料力学》的最终部分着眼于可靠性工程。我们介绍了基于概率的材料性能评估方法,如 Weibull 分布在陶瓷和纤维强度预测中的应用。最后,本书提出了基于风险评估的寿命预测框架,帮助设计者在性能、成本和风险之间做出最优权衡。 目标读者与价值: 本书的深度和广度使其成为结构工程师、材料科学家、以及需要进行复杂机械系统性能评估的研发人员的必备参考书。通过整合经典力学、先进计算方法和前沿实验技术,《现代工程材料力学》旨在培养读者形成一种系统化、多尺度的工程思维,从而设计出更安全、更高效、寿命更长的结构系统。本书的每一个章节都配有丰富的例题和具有挑战性的习题,确保读者能够将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。 --- 《复杂流体动力学:从微观到宏观》 简介: 流体力学是理解自然界和工程系统运作的基础学科之一,但传统流体力学多聚焦于牛顿流体的理想化行为。本书《复杂流体动力学:从微观到宏观》则致力于填补这一空白,深入探讨那些偏离经典 Navier-Stokes 方程描述的流体——即复杂流体(Complex Fluids)——的输运现象、结构相互作用和非线性动力学。 内容纲要: 本书全面覆盖了从高分子溶液、悬浮液、胶体到生物流体等一系列具有内在结构或非线性粘滞特性的流体系统。 第一部分:复杂流体的本构描述 本部分奠定了复杂流体动力学的理论基础。首先,我们系统回顾了牛顿流体的粘性概念,并引入了剪切变稀、剪切增稠、屈服应力等非牛顿流体的核心特性。重点分析了 Ostwald-de Waele (幂律)、Casson 和 Bingham 模型在描述剪切依赖粘度中的适用性与局限性。随后,本书进入到粘弹性流体的范畴,详细阐述了 Maxwell 模型、Kelvin-Voigt 模型以及更复杂的 Oldroyd-B 模型,通过引入松弛时间的概念,解释了流体在时间相关载荷下的“记忆效应”和“迎角效应”。 第二部分:微观结构与宏观流变学 理解复杂流体行为的关键在于关联其微观结构与宏观流变响应。本部分探讨了胶体和悬浮液中的粒子间相互作用力(如范德华力和双电层作用力),并结合了德鲁克-普拉格(DLVO)理论来预测聚集和沉降行为。对于高分子流体,我们深入讨论了高分子链的缠结(Entanglement)机制及其对宏观粘度的贡献,引入了临界缠结浓度和流变学转变点等关键参数。 第三部分:复杂流体在工程中的输运现象 复杂流体在众多工程领域中扮演重要角色,其输运过程往往受到复杂的界面和结构影响。本书详细分析了以下关键问题: 1. 边界层与界面效应: 探讨了非牛顿流体在管道和通道流动中的速度剖面畸变,以及“滑移”(Slip)现象在润滑和微流控中的影响。 2. 混合与分散: 分析了复杂流体中分散相(如气泡或液滴)在强剪切场中的变形、破碎与聚并过程,这对于乳化和起泡过程至关重要。 3. 对流与扩散: 重点讨论了非牛顿流体中的对流-扩散问题,特别是当流速和粘度都强烈耦合时,如何准确预测物质的传递速率。 第四部分:复杂流体的数值模拟 由于解析解的稀缺性,数值模拟成为研究复杂流体的核心工具。《复杂流体动力学》详述了求解复杂流体问题的数值方法。这包括针对粘弹性流体的有限元方法(FEM)中的稳定化技术(如 SUPG),以及针对颗粒流的离散元法(DEM)与流体动力学(CFD)的耦合(DEM-CFD)。书中特别强调了如何有效处理高弹性体在剧烈变形下的数值不稳定性问题。 第五部分:生物与软物质中的应用 本部分将理论应用于前沿的交叉学科领域。我们分析了血液、细胞悬浮液等生物流体的非牛顿特性及其对循环系统的影响。在软物质领域,本书研究了液晶聚合物和凝胶材料的流变响应,特别是如何利用外部刺激(如电场、磁场或化学场)来主动调控这些材料的流动与结构,为智能材料和生物工程提供了理论指导。 总结: 《复杂流体动力学:从微观到宏观》不仅是一本教科书,更是一份深入探索流体世界“非理想”行为的指南。它要求读者具备扎实的微积分和微分方程基础,并致力于将跨尺度的物理洞察转化为可量化的工程预测能力。本书的结构设计确保了读者能够系统地掌握描述和预测复杂流体行为所必需的理论工具和计算技能。

作者简介

目录信息

目录
编者的话
第一章 绪 论
第二章 风力机结构动力学基本概念
2.1振动原理
2.1.1单自由度振动
2.1.2多自由度振动
2.1.3非线性振动
2.2气动弹性
2.2.1经典颤振
2.2.2失速颤振
2.3阻 尼
第三章 风力机叶片结构动力学
3.1概 述
3.2叶片固有频率和振型
3.2.1叶片固有频率和振型计算
3.2.2影响叶片固有频率和振型的因素
3.3叶片气动弹性稳定性分析――弹性铰链法
3.3.1叶片运动方程
3.3.2叶片线性气动弹性稳定性分析
3.3.3叶片非线性气动弹性稳定性分析
3.4叶片气动弹性稳定性分析――模态法
3.4.1叶片运动方程
3.4.2叶片气动弹性稳定性分析
第四章 风力机塔架结构动力学
4.1概 述
4.2塔架固有频率和振型
4.2.1悬臂塔架的简单雷利分析法
4.2.2悬臂塔架的矩阵分析法
4.2.3计算举例
4.3风绕流塔架产生的气动力
4.3.1风绕流圆柱体的流动
4.3.2风绕流塔架产生的气动力的计算
4.4风诱发的塔架振动响应
4.4.1定常风诱发的塔架振动响应
4.4.2非定常风诱发的塔架振动响应
4.4.3风诱发振动响应计算举例及讨论
4.5风诱发的塔架共振与空气动力失稳
4.5.1涡激共振与锁定
4.5.2风诱发的空气动力失稳
第五章 风力机系统结构动力学
5.1概 述
5.2风轮塔架系统结构动力稳定性分析――弹性铰链法
5.2.1风轮塔架系统侧向稳定性分析
5.2.2风轮塔架系统挥舞与俯仰稳定性分析
5.3风轮塔架系统结构动力稳定性分析――综合法
5.3.1风轮塔架系统运动方程
5.3.2风轮塔架系统结构动力稳定性分析
5.4传动系统结构动力特性分析
5.4.1传动系统固有频率和振型
5.4.2传动系统临界转速
5.4.3传动系统的稳定性分析
第六章 风力机结构动力特性试验
6.1概 述
6.2风力机结构固有特性试验
6.2.1试验原理
6.2.2试验方法
6.2.3实 例
6.3风力机结构响应特性试验
第七章 风力机结构动力特性设计
7.1概 述
7.2结构动力特性设计
7.2.1动力特性设计原则
7.2.2叶片动力特性设计要考虑的主要因素
7.3风力机结构动力特性的控制
7.3.1转子的平衡控制
7.3.2动力系统控制
7.3.3其它控制方法
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书的语言风格非常学术化,引用的文献似乎覆盖了过去几十年该领域的核心奠基性工作,同时又不乏对最新国际标准的关注。我注意到其中对于塔架-机舱-叶轮子系统耦合振动模型的分类和解析非常详尽,这体现了作者对系统分解的深刻理解。我最欣赏的是,它似乎避免了陷入纯粹的数学推导,而是时刻将理论与风机实际的“工作包络”联系起来。例如,它如何处理极端阵风下的瞬态响应,以及如何通过结构优化来降低塔架的固有频率以避开主要激发频率,这些都是工程实践中最头疼的问题。如果这本书能提供一套基于标准软件(如Abaqus或Bladed)的参数化建模流程指导,哪怕只是原理性的,那它作为工程工具书的价值就难以估量了。它散发着一种权威性和严谨性,让人相信其内容的可靠性。

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这本书的结构布局给我的感觉是,它试图构建一套完整的风机结构健康监测与寿命评估的理论框架。我特别关注到其中关于模态识别和系统辨识方法的描述,这些是判断风机当前状态,预测潜在故障的关键技术。如果它能深入阐述不同传感器(如应变片、加速度计)在不同工作模式下的数据采集和处理流程,那么它的实用价值将倍增。不同于一些偏重于材料科学的著作,这本书显然更关注于系统作为一个整体在动态载荷下的响应,这是一种系统工程的视角。从章节的递进来看,它似乎想引导读者建立一个完整的仿真-测试-验证的闭环思维,这对于培养具备独立解决复杂工程问题的能力至关重要。这是一本需要反复研读、并带着实际问题去对照学习的深度参考资料。

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这本《风力机结构动力学》的作者显然对风能领域的工程挑战有着深刻的理解。从我翻阅的少数几页来看,这本书的深度远远超出了我预期的入门级介绍。它似乎聚焦于风轮在复杂气流载荷下的应力分析和振动特性,这对于任何想从事风机设计或运行维护的工程师来说都是至关重要的知识点。我特别注意到其中对于随机载荷模型和疲劳寿命预测的章节安排,这表明本书的理论基础非常扎实,可能包含了许多前沿的研究成果。如果内容确实如我所推测的那样,涵盖了从基础的梁理论到复杂的有限元模型建立,那么这本书绝对是机械、土木或航空航天背景人士进入风电行业结构设计领域的绝佳参考书,它不像很多教科书那样只停留在概念层面,而是深入到了数值计算和工程实践的交叉点。我期待它能详细阐述各种减振降噪技术在实际风机平台上的应用案例,毕竟理论如何转化为稳定可靠的运行是行业永恒的难题。

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这本书的侧重点似乎完全摆在了“动力学”这三个字上,而非泛泛而谈的风能基础知识。我发现其中对风轮叶片颤振和俯仰阻尼器的设计原理有详细的论述,这触及到了风机稳定运行的命脉。我个人的感觉是,作者在撰写时,心中始终有一台高速运转、受阵风冲击的实际风机模型在运作。书中的公式推导过程干净利落,不拖泥带水,这对于时间宝贵的专业人士来说是极大的福音。我希望它能提供更多关于“智能控制”如何融入结构动力学优化的讨论,例如如何利用实时监测数据对结构进行自适应刚度调整。总而言之,这本书的气场非常“硬核”,它要求读者具备一定的背景知识储备,但回报也将是结构设计理念上的质的飞跃,它不是用来速成的,而是用来精进的。

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读完导读部分,我立刻感受到这套书的叙事方式非常严谨且富有逻辑性。它似乎采用了自下而上的构建方式,首先奠定了必要的数学和物理基础,然后逐步引入风力机特有的动力学问题。我印象最深的是它对气动弹性耦合效应的探讨,这在很多基础流体力学教材中常常被简化处理。这本书显然没有回避这种复杂性,而是将其作为核心内容进行剖析。从排版和图表的质量来看,出版方显然投入了不小的精力,复杂的应力云图和振型分析图表清晰易懂,这极大地降低了理解高深理论的门槛。如果后续章节能提供一些关于超大型海上风机基础结构动力响应的案例分析,那就太完美了,因为大型化是当前风电技术发展的必然趋势,地面上的经验可能无法完全套用到深远海域。这本书的气质更偏向于一本高级工程师手册,而非面向初学者的教材。

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