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出版者:西安交通大学出版社

作者:倪振华

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1990-05-01

价格:20.0

装帧:

isbn号码:9787560502120

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机械振动分析与控制导论 本书面向工程技术人员、高等院校师生及相关领域的研究人员，全面系统地阐述了机械系统振动现象的基本原理、分析方法和控制技术。 第一部分：振动基础理论 第一章 机械振动的本质与分类 本章首先界定了机械振动的基本概念，探讨了振动产生的物理根源，如材料的弹性、惯性以及外部激励。深入剖析了振动的常见形式，包括周期性振动、随机振动和非线性振动。对自由振动与强迫振动、有阻尼振动与无阻尼振动进行了清晰的区分和基础性的介绍，为后续复杂问题的分析奠定理论基础。着重阐述了机械系统在不同工况下可能表现出的各种振动模式及其对结构完整性和运行性能的影响。 第二章 单自由度系统的振动分析 这是全书的基础核心章节。详细推导了无阻尼自由振动的运动微分方程及其精确解析解，重点讨论了系统的固有频率和周期。接着，引入阻尼元件（粘滞阻尼、库仑阻尼等），分析了有阻尼自由振动的特性，包括振动衰减的规律、对数减衰率的计算以及临界阻尼比的概念。随后，系统研究了外部激励下的强迫振动，包括简谐激励和瞬态激励。详细讨论了系统的稳态响应、频率响应函数（FRF）以及共振现象的机理和危害。章节最后，引入了初值问题和激励响应的叠加原理，为多自由度系统分析做好了铺垫。 第三章 延迟振动与系统参数识别 本章专注于探讨振动系统中不常见的但具有实际意义的非标准情况。深入分析了延迟振动（Time Delay Systems）的特性，特别是时间延迟对系统稳定性的影响机制。在系统参数识别方面，本章介绍了几种主要的实验模态分析方法，包括时域和频域参数辨识技术。探讨了如何利用实验测得的输入-输出数据（如加速度和力信号）来反演系统的质量、刚度和阻尼矩阵，为实际工程中的“数字样机”建立提供了实验手段。 第二部分：多自由度系统与连续体振动 第四章 多自由度系统的振动分析 本章将分析的复杂性提升到包含多个相互耦合的质点和弹簧的系统。推导了多自由度系统的运动微分方程（使用牛顿法和拉格朗日法）。重点讲解了无阻尼自由振动的模态分析，包括特征值问题的求解、固有频率的确定以及振型（主振型）的物理意义。详细阐述了模态正交性，并利用模态坐标变换将复杂的耦合系统转化为一组独立的单自由度系统进行求解。随后，分析了有阻尼多自由度系统的稳态响应和瞬态响应，强调了阻尼对模态解耦的影响。 第五章 动力刚度与传递率分析 本章聚焦于系统对外部输入的动态反应矩阵——动力刚度矩阵和振动传递率。动力刚度矩阵的逆矩阵描述了系统在特定频率下的位移响应与施加力之间的关系。通过分析传递率矩阵的特性，可以全面了解系统中各点之间的振动能量传递路径和效率。本章还介绍了模态叠加法在强迫振动计算中的应用，特别适用于结构模态相对分离的工程结构。 第六章 连续体振动的基本理论 将分析对象从集中参数系统扩展到分布式参数系统（如梁、杆、膜）。本章以欧拉-伯努利梁和弦的振动为例，推导了偏微分控制方程。应用分离变量法求解一维连续体的无阻尼自由振动问题，确定了连续体的固有频率和沿空间分布的振型函数。对不同边界条件（固支、简支、自由端）下的解进行了详细讨论。此外，简要介绍了二维和三维弹性体的基本波动方程。 第三部分：随机振动与非线性动力学 第七章 随机振动的分析方法 在许多实际工程场景中，外部激励是随机或不确定的（如地震、风荷载、机器运行的随机噪声）。本章系统介绍了随机过程理论在振动学中的应用。定义了随机变量、随机过程的基本概念，如均值、方差和功率谱密度（PSD）。重点分析了随机激励下的系统响应，包括响应的均方值（RMS）和功率谱密度的计算。介绍了地震工程中常用的地震波的随机模型。 第八章 非线性振动基础 现实世界中，许多结构件在较大变形或高应力下会表现出非线性特性（如材料的非线性、几何非线性）。本章介绍了几种常见的非线性振动模型，如由平方项或立方项描述的阻尼或刚度。重点分析了非线性单自由度系统的自由振动，特别是频率-幅值曲线（频率响应图）的特性，如跳跃现象。讨论了利用林纳德相平面法对非线性系统进行定性分析的基本思路。 第四部分：振动控制与测试技术 第九章 结构振动主动与被动控制 本章聚焦于如何通过工程手段抑制有害振动。详细阐述了被动控制技术，包括使用减振器（如粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器）和隔振器的设计原理和选型准则。系统介绍了质量阻尼器（TMD）的设计和优化方法，用于针对特定频率的振动抑制。随后，深入探讨了主动控制理论，引入状态反馈控制和最优控制（LQR）的基本概念，应用于实时激励下的振动抑制，并讨论了其对系统实时状态估计（如利用卡尔曼滤波器）的需求。 第十章 模态测试与实验模态分析 本章着重于实验模态识别，即如何从物理测量数据中提取系统的模态参数（频率、阻尼和振型）。详细讲解了冲击激励法和扫频激励法的试验设计和数据采集流程。全面介绍了频响函数（FRF）的实验测量与处理。重点阐述了模态参数识别算法，包括频域方法的峰值法、半功率点法，以及时域方法如频域分解法（FDD）和随机子空间识别法（SSI），并讨论了如何评估识别结果的质量。 --- 本书特色： 1. 理论与实践结合紧密： 理论推导严谨，同时配有丰富的工程实例和背景说明，帮助读者理解抽象概念的实际意义。 2. 覆盖面广： 涵盖了从经典线性系统到现代非线性与随机动力学的前沿内容。 3. 方法论清晰： 针对每类问题，明确列出了适用的分析工具和解决步骤，特别是实验测试与数据处理流程。 通过深入学习本书，读者将能够准确诊断机械系统的振动问题，设计出具有良好动态性能和可靠性的工程结构。

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我必须承认，这本书在某些特定的主题探讨上，展现出了令人震惊的洞察力和批判性思维。它没有流于表面的描述，而是直抵问题的核心，毫不留情地撕开了某些被粉饰的历史真相。作者对待复杂议题的态度是极其审慎和负责任的，他提出了许多尖锐的问题，但同时也留足了空间让读者自行思考和判断，而不是强行灌输单一的观点。特别是在解析那些关键的转折点时，作者的论证逻辑严密无懈可击，充满了令人信服的说服力。读完相关的部分，我常常需要合上书本，在房间里踱步良久，消化那些被重新构建的认知结构。这种“颠覆性”的阅读体验，虽然偶尔会带来思想上的冲击，但无疑是极其宝贵的，它促使我重新审视自己过往的认知框架，是一种真正意义上的智力锻炼。

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从结构上看，这本书的宏大叙事结构处理得极为精妙，它巧妙地运用了多条时间线索和叙事视角进行交织推进，如同一个结构复杂的精密的瑞士钟表，每一个齿轮都咬合得天衣无缝，丝毫没有冗余或脱节之感。作者在处理不同视角之间的切换时，过渡自然流畅，节奏把控精准到位，保证了故事的连贯性和信息流的清晰度。即便是涉及到大量的历史背景和复杂的社会关系，作者也通过巧妙的叙事技巧，将其有效地嵌入到情节发展中，而非生硬地进行说明性陈述。这种高度的结构化能力，体现了作者非凡的掌控力，让人在阅读的末尾，产生一种对整个文本结构完整性的由衷敬佩之情，仿佛完成了一场高难度的智力攀登，收获了极大的满足感。

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初读这本书的章节标题，便被那种深邃的哲思和广阔的史诗感所吸引。作者的叙事手法极其老练，他似乎拥有洞察历史脉络的“天眼”，能够将看似零散的事件串联成一幅宏大而完整的画卷。语言风格时而如涓涓细流般细腻入微，描摹人物内心的微妙波动和情感纠葛，让人感同身受；时而又如惊涛骇浪般气势磅礴，展现波澜壮阔的历史场景和时代更迭的必然性。这种张弛有度的叙事节奏，使得阅读过程充满了悬念和期待，仿佛跟着作者的笔触进行了一场跌宕起伏的探险。更难得的是，作者在行文中巧妙地融入了大量的跨学科知识，从古老的文学典籍到前沿的社会学理论，信手拈来，旁征博引，极大地拓宽了读者的认知边界，让人在享受故事的同时，也接受了一次深刻的知识洗礼。

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这本书的配角塑造简直达到了出神入化的地步，虽然他们并非故事的主角，但其性格的复杂性和命运的曲折性，完全不输于任何一线人物。我尤其喜欢其中那个看似边缘、实则掌控全局的智者形象，他的几句寥寥数语，往往蕴含着最深刻的人生哲理，如同黑夜中的灯塔，指引着迷途中的人心。作者笔下的每个人物都栩栩如生，他们的动机、恐惧和渴望都被刻画得入木三分，让你相信他们真实地存在于某个时空之中。我甚至会忍不住去想象，如果我生活在那个背景下，我的选择会是什么。这种强烈的代入感和共情能力，是判断一部文学作品是否卓越的重要标准，而这本书无疑在这方面做得极其出色，人物群像的立体感和层次感令人赞叹。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴，纸张的质感厚实而细腻，触感温润，让人爱不释手。封面采用了深邃的靛蓝色，搭配烫金的艺术字体，散发着一种低调而奢华的古典美学气息。内页的排版疏朗有致，字体选择典雅，阅读起来非常舒适，即便是长时间沉浸其中，眼睛也不会感到疲劳。尤其是书中穿插的一些手绘插图和历史照片，更是增添了独特的韵味，仿佛带领读者穿越回了那个充满神秘色彩的年代，每一幅图画都经过精心挑选和打磨，与文字内容相得益彰，极大地提升了阅读体验。这本书的实体感和艺术性已经超越了一本普通读物的范畴，更像是一件值得收藏的工艺品，每一次翻阅都充满了仪式感，让人不由自主地想要放慢脚步，细细品味每一个细节。

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