工程力学.下册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:知识产权出版社

作者:蒋桐

出品人:

页数:187

译者:

出版时间:2004-3

价格:22.00元

装帧:

isbn号码:9787801980045

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《结构动力学导论》内容概要 书籍信息： 书名： 结构动力学导论 作者： [此处填写作者姓名，如：张伟、李明] 出版社： [此处填写出版社名称，如：高等教育出版社] 出版年份： [此处填写出版年份，如：2023年] 页数： 约 600 页 --- 第一部分：绪论与基本概念 第一章：结构动力学在工程中的地位与发展 本章首先界定结构动力学的研究范畴，将其与静力学和材料力学等传统力学分支进行区分。重点阐述了在地震、风荷载、爆炸、机器振动等动态载荷作用下，结构响应分析的必要性。回顾了结构动力学从理论建立到工程应用的百年历程，特别是近代计算机技术对非线性动力学分析的推动作用。 第二章：自由振动分析的基础 这是全书的基石。本章深入探讨单自由度（SDOF）体系的自由振动特性。详细推导了粘滞阻尼单自由度系统的运动微分方程，并求解了无阻尼和粘滞阻尼情况下的自由振动响应。核心概念包括：固有频率 ($omega_n$)、自振周期 ($T$)、阻尼比 ($zeta$)、临界阻尼系数 ($c_c$) 以及振动模式的物理意义。通过大量的数值示例，帮助读者掌握计算结构刚度、质量和阻尼矩阵的方法。 第三章：单自由度体系的受迫振动响应 本章将研究外部周期性激励下的结构响应。详细分析了简谐荷载作用下的稳态振动，引入了频率响应函数（Frequency Response Function, FRF）的概念，并利用复数形式精确表示系统的位移、速度和加速度响应。随后，深入讨论了瞬态响应问题，特别是瞬态激励（如脉冲荷载）下的振动衰减过程。本章的难点和重点在于深入理解共振现象的机理及其对工程设计的启示。 第四章：多自由度（MDOF）体系的振动理论 将自由振动理论从单自由度推广到多自由度系统。本章核心是体系的运动方程：$[M]{ddot{u}} + [C]{dot{u}} + [K]{u} = {F(t)}$。重点介绍质量矩阵 $[M]$、刚度矩阵 $[K]$ 的组装方法，如位移法和力和位移法的结合。通过特征值问题的求解，推导了体系的固有频率和振型（Mode Shapes）。重点阐述了模态分析（Modal Analysis）在简化复杂问题中的应用，包括模态叠加法的基础理论。 第二部分：系统的响应分析与数值方法 第五章：多自由度体系的模态分析与响应求解 本章详细阐述如何利用已求得的振型和固有频率，通过模态坐标变换，将复杂的 MDOF 系统简化为一组独立的 SDOF 系统的集合。详细介绍了模态叠加法在求解周期荷载和瞬态荷载下响应的步骤和精度分析。此外，本章还涵盖了阻尼对模态解耦的影响，并讨论了比例阻尼（Rayleigh Damping）和非比例阻尼情况下的近似求解方法。 第六章：数值计算方法与有限元基础 结构动力学分析高度依赖数值方法。本章介绍了求解动力学微分方程组的主要数值积分技术： 1. 直接积分法： 重点分析了中心差分法（Central Difference Method）的稳定性和精度，以及Newmark-$eta$ 法和Wilson-$ heta$ 法的算法流程与适用范围。 2. 模态叠加法的数值实现： 讨论了在有限元软件中，如何通过模态分析结果实现快速的动力响应计算。 本章还简要回顾了有限元方法在建立动力学刚度、质量和阻尼矩阵中的作用，为后续的复杂结构建模打下基础。 第七章：线性系统的外部激励响应 深入研究工程中常见的外部激励形式及其对结构的影响： 1. 地震动输入： 将地震加速度记录作为外部激励，介绍如何将其转换为作用在结构基础上的等效力。重点分析了地震动反应谱的概念及其在结构抗震设计中的应用。 2. 风致振动与涡激共振： 探讨风力对高层结构、桥梁等长柔结构的影响，介绍气动弹性力学的基本概念。 3. 冲击与瞬态载荷： 分析冲量载荷、阶跃载荷下的响应特性，并引入了冲击系数的概念。 第三部分：高级主题与工程应用 第八章：非线性动力学基础 随着结构损伤、材料屈服或大变形的出现，线性假设不再成立。本章引入了非线性刚度关系（如后屈曲分析）和非线性阻尼。重点讨论了单自由度非线性系统的等效线性化方法（如振频法），以及针对 MDOF 非线性系统采用的直接积分法，强调了收敛性和时间步长的选择对非线性解精度的影响。 第九章：随机振动理论 在许多实际工程问题中（如设备运行、海洋平台受波浪作用），载荷是随机过程。本章从概率论和随机过程理论出发，定义了随机过程的统计特性（均值、方差、功率谱密度）。核心内容是： 1. 平稳随机过程： 重点分析结构在白噪声激励下的稳态响应功率谱密度。 2. 地震动模拟： 如何利用目标地震动反应谱构建符合实际的随机地震输入模型。 3. 频域分析： 应用傅里叶变换将随机力转换为频域响应，计算结构峰值响应的概率估计。 第十章：结构抗振设计与控制 本章将理论知识应用于实际的减振降噪设计。 1. 被动控制技术： 详细介绍粘滞阻尼器（Viscous Dampers）、粘弹性阻尼器（Viscoelastic Dampers）和调谐质量阻尼器（TMD）的工作原理、建模方法及其对固有频率和阻尼比的影响。 2. 主动控制基础： 概述传感器、控制器和执行器构成的基本控制系统，介绍如主动质量阻尼（AMD）和主动支座控制（FAS）的基本思路。 附录： 常用积分变换、经典矩阵理论回顾、工程结构动力学常用参数表。

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这本书的语言风格非常严谨，但同时又保持了一种令人愉悦的逻辑流畅性。我发现它在术语的使用上非常规范和一致，没有出现不同章节对同一概念使用不同表述的混乱情况，这在多作者合作的教材中其实是很难得的。作者在解释复杂概念时，大量使用了类比和语境化的描述，例如，在解释动量守恒时，他可能会引入一个日常生活中的高速碰撞场景作为引子，然后再过渡到抽象的数学公式。这种由具体到抽象的教学路径，极大地降低了读者的认知门槛，使得那些原本看起来高不可攀的物理定律变得触手可及。这种写作手法，让阅读过程不再是枯燥的公式堆砌，而更像是一场循序渐进的智力探险，让人在不知不觉中吸收了大量深厚的专业知识。我推荐给所有希望打下坚实基础、不满足于浮光掠影式学习的工程师和学生。

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我印象最深的是书中对于“应力奇异性”和“断裂力学基础”那一章节的阐述。很多入门级的力学书籍往往将材料的破坏简化为简单的屈服准则，但这本书显然更深入地触及了现代结构安全评估的核心问题。作者用非常清晰的图示解释了尖锐缺口处的应力集中现象，并引入了应力强度因子（$K$值）的概念。最妙的是，它没有停留在纯粹的数学推导上，而是将这些概念与实际的无损检测技术（如超声波探伤）的原理巧妙地结合起来。这让我明白，力学知识不仅仅是用来“算”的，更是用来“预判”和“预防”的。这种跨学科的视角，使得这本书的知识体系更加完整和实用，它不仅是教你如何设计一个结构不倒塌，更是教你如何设计一个结构能够安全、长久地运行，这对于从事高风险行业的设计师来说，无疑是宝贵的财富。

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这本书的习题设置简直是“魔鬼与天使”的结合体。天使的部分在于，章节末尾的习题覆盖面广，从最基础的平衡方程验证到需要多步积分和变量替换的综合大题，梯次分明，让你能扎实地巩固每一个知识点。我特别喜欢那些“思考题”或者“讨论题”，它们往往不直接要求数值计算，而是引导你去思考力学定律背后的物理意义，比如“在何种情况下，忽略剪切变形的误差会变得不可接受？”这类问题，迫使你跳出计算的泥潭，进行更深层次的原理性思考。然而，魔鬼的部分可能在于，有些综合题的计算量确实相当庞大，如果不用计算器辅助，纯手工完成一套下来，估计得花费一下午的时间。但这也许正是它作为“工程力学”教材的价值所在——工程计算往往就是枯燥且耗时的，这本书让你在安全的学习环境中提前体验这种“心算噩梦”，从而在实战中更加从容不迫。

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我最近在准备一个关于材料蠕变和疲劳分析的课题，急需一本能够提供详尽理论基础和丰富案例支撑的参考书。我翻阅了市面上几本主流的力学教材，很多要么过于注重理论的抽象证明，让我这个应用型学习者感到难以落地；要么就是案例过于简单，无法应对实际工程中的复杂工况。这本书的独特之处在于它似乎找到了一个绝佳的平衡点。它没有回避那些晦涩难懂的微分方程和张量表示，但紧接着，作者总能用一两个非常贴切的实际工程例子来“锚定”这些理论。比如，关于梁的挠度和振动分析那几章，作者不仅推导了欧拉-伯努利梁方程，还紧接着分析了在不同边界条件下桥梁或建筑构件的动态响应，甚至提到了有限元方法在处理这些问题时的初步思路。这种“理论——应用——延伸”的讲解模式，极大地提升了我的学习效率，让我感觉自己不是在读一本孤立的教科书，而是在跟一位经验丰富的工程师对话，他一边教我规则，一边告诉我这些规则在真实世界里是如何被使用的。

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这本书的排版和装帧着实让人眼前一亮，那种沉甸甸的质感，拿在手里就知道是下了功夫的。拿到手的时候，我首先注意到的是封面设计，简洁而不失专业感，配色上也选择了那种让人感到沉稳的深蓝和银灰，非常符合“工程力学”这类理工科书籍的气质。内页的纸张质量也相当不错，墨水的印制清晰锐利，即便是复杂的受力分析图和公式推导，看起来也毫不费神。我花了些时间翻阅了目录和前言，能感受到作者在结构组织上的用心良苦，内容脉络清晰，从基础概念的引入到复杂问题的求解，循序渐进，逻辑性极强。特别是那些插图，绘制得非常精细，箭头、标注都极其准确，这对理解空间中的受力状态至关重要。对于初学者来说，这种直观的视觉辅助简直是救星。总的来说，从物理接触的层面来讲，这本书的硬件条件是无可挑剔的，它散发出一种让人愿意坐下来、沉下心去钻研学术的氛围，这点对于一本工具书而言，是极其重要的加分项。

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