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出版者:第1版 (1998年10月1日)

作者:陈文良

出品人:

页数:352 页

译者:

出版时间:1998年10月1日

价格:24.1

装帧:平装

isbn号码:9787040066975

丛书系列:

图书标签:

• 工学
• 大学本科
• 振动
• 动力学
• 机械振动
• 结构动力学
• 振动分析
• 模态分析
• 有限元
• 阻尼
• 振动控制
• 工程力学

《振动力学》 内容概述 《振动力学》是一本深入探讨机械系统动力学行为的专业教材，旨在为读者构建扎实的理论基础和实际应用能力。本书系统地阐述了从最基本的振动概念到复杂的多自由度系统、非线性振动以及随机振动的分析方法。全书逻辑严谨，例题丰富，图文并茂，力求将抽象的力学原理以清晰易懂的方式呈现给读者。 第一章 绪论 本章将带领读者进入振动力学的大门，首先阐述振动的普遍性和重要性，从日常生活中的风吹树摆到高科技领域的精密仪器，振动无处不在，理解和控制振动对于提高系统性能、保障安全运行至关重要。我们将定义何为振动，并介绍几种常见的振动类型，如自由振动、强迫振动、阻尼振动等。同时，本章还将简要回顾支撑振动力学分析的基础理论，包括牛顿力学、能量守恒原理等，为后续章节的学习奠定必要的基础。读者将初步了解振动分析的基本思路和研究方法。 第二章 单自由度体系的自由振动 本章是振动力学分析的基石。我们从最简单的单自由度体系出发，详细讲解无阻尼自由振动，推导系统的固有频率和振幅公式。通过质点-弹簧、质点-弹簧-阻尼器等模型，直观展示振动的运动轨迹和能量变化。接着，我们将引入阻尼的概念，分析不同阻尼形式（粘性阻尼、干摩擦阻尼、结构阻尼）对振动衰减的影响，并推导阻尼自由振动的运动方程和解。重点讨论过阻尼、临界阻尼和欠阻尼状态，以及它们各自的物理意义和工程应用。本章通过大量的计算示例，帮助读者掌握求解单自由度体系自由振动的方法。 第三章 单自由度体系的强迫振动 本章聚焦于外部激励作用下的振动现象。我们将分析简谐激励作用下的无阻尼和有阻尼系统的强迫振动。重点在于理解稳态响应的特性，包括振幅、相位与激励频率的关系，以及共振现象的产生机制及其危害。本章将详细推导稳态响应的解析解，并引入频率响应函数这一重要概念，它能够清晰地描述系统对不同频率激励的响应特性。此外，还将讨论瞬态响应和全响应，以及当激励频率接近或等于固有频率时，系统可能出现的巨大振幅。针对工程实际中的非简谐激励，本章也将介绍傅里叶级数分析方法，将其分解为一系列简谐分量进行处理。 第四章 单自由度系统的阻尼和能量 本章深入探讨阻尼的性质及其对系统能量的影响。在分析阻尼振动时，我们将从能量的角度出发，量化阻尼耗散的能量。引入对数衰减率等概念，提供一种更直观的度量阻尼大小的方法。同时，本章也将探讨不同阻尼模型在能量耗散方面的差异，并介绍动量守恒在振动分析中的应用。通过对能量耗散的深入理解，读者将能更好地设计减振措施，提高系统的能量利用效率。 第五章 多自由度体系的自由振动 在掌握了单自由度系统的分析方法后，本章将视角扩展到更复杂的、具有多个相互关联的自由度的系统。我们将介绍建立多自由度系统动力学模型的方法，如拉格朗日方程和牛顿方程。重点讲解如何通过坐标变换将耦合的运动方程解耦，或者直接求解耦合方程。本章将引入模态分析的概念，推导出系统的固有频率和振型。振型描述了系统在特定固有频率下各自由度的相对运动方式。我们将详细解释主振动模态的意义，以及系统响应如何可以看作是各个模态的叠加。本章将通过矩阵方法，系统地阐述多自由度系统的自由振动分析流程。 第六章 多自由度体系的强迫振动 本章将多自由度系统的分析推广到外部激励作用下。我们将讨论如何应用前面介绍的模态分析方法来求解多自由度系统的强迫振动响应。通过模态分解，将复杂的耦合系统转化为一组独立的单自由度振动问题来处理，大大简化了计算。本章将分析不同激励形式（如简谐激励、冲击激励）对多自由度系统的影响，并重点讨论共振可能在多个频率上发生，以及不同模态可能出现的共振现象。同时，也将探讨阻尼对多自由度系统强迫振动响应的影响，包括模态阻尼比的概念。 第七章 振动分析的数值方法 对于一些复杂的、难以解析求解的振动问题，本章将介绍常用的数值分析方法。我们将详细讲解直接积分法（如Newmark-β法、中心差分法）在求解瞬态动力学响应中的应用，以及其原理和收敛性判据。同时，也将介绍模态叠加法在数值分析中的应用，如何利用计算得到的模态信息来近似求解强迫振动响应。本章还将简要介绍有限元方法在振动分析中的基本思想，及其在处理复杂几何形状和边界条件时的强大优势。通过本章学习，读者将能够运用计算机工具解决实际工程中的振动问题。 第八章 非线性振动 本章将打破线性振动模型的束缚，进入更加贴近现实的非线性振动领域。我们将探讨非线性系统振动方程的特点，以及非线性系统与线性系统在响应上的根本区别。重点介绍几种典型的非线性现象，如分岔、混沌、硬压和软压振动。本章将介绍非线性振动分析的一些基本方法，如摄动法、谐波平衡法等，并辅以例子说明。理解非线性振动对于处理许多实际工程中的复杂动力学行为至关重要，例如在航空航天、机械设计和生物医学等领域。 第九章 随机振动 本章将处理由随机因素引起的振动问题。我们将介绍描述随机过程的基本概念，如概率密度函数、自相关函数和功率谱密度。重点讲解如何利用这些统计量来描述随机激励和随机响应的特性。本章将分析线性系统在随机激励下的稳态响应，并推导输出过程的功率谱密度。我们将讨论随机振动在可靠性工程、结构动力学和信号处理等领域的重要性，以及如何通过统计方法来评估系统的响应水平和设计抗随机振动的结构。 第十章 振动测试与测量 理论分析与实际测量相结合是振动力学研究的重要环节。本章将介绍常用的振动测试设备和技术，如加速度计、测振仪、数据采集系统等。我们将讲解如何进行有效的振动测量，包括传感器的选择、安装、信号调理和数据处理。本章还将介绍一些常用的振动信号分析方法，如时域分析、频域分析（FFT）和阶比分析，以及如何从测量数据中提取系统的固有频率、阻尼比和振型等关键参数。通过本章学习，读者将能够将理论知识应用于实际的振动测试和故障诊断。 第十一章 振动控制 振动控制是振动力学的重要应用方向。本章将系统介绍各种有效的振动控制策略和技术。我们将探讨被动控制方法，如使用阻尼材料、隔振器和吸振器来降低振动。接着，我们将详细介绍主动控制方法，包括反馈控制系统、自适应控制和智能材料控制。本章将讨论如何根据具体的振动特性和控制目标，选择最合适的控制策略，并分析其优缺点。通过学习本章内容，读者将能够设计和实现有效的振动抑制系统，提高工程结构的性能和使用寿命。 附录 附录部分将包含一些有用的数学工具和工程参考数据，如复数运算、傅里叶变换表、常用材料的力学性能参数等，以方便读者在学习和应用过程中查阅。 《振动力学》的编写旨在为广大工程技术人员、研究人员和高等院校学生提供一本全面、深入且实用的参考书。通过对书中内容的学习和掌握，读者将能够深刻理解振动现象的本质，熟练掌握分析和解决工程振动问题的各种方法，并将其应用于实际工程的设计、分析和优化中。

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这本书的语言风格，简直是一场对中文表达能力的“极限挑战”。我必须承认，我拥有工程学硕士学位，在阅读专业文献时很少遇到理解障碍，但在翻开这本《振动力学》时，我感觉自己像一个刚接触文字的孩童。作者似乎沉迷于使用极其生僻、甚至有些做作的词汇来描述最基础的物理现象。例如，描述一个物体在受到外力作用后缓慢停下来的过程，他不用“衰减”或“阻尼”，而是用了“灵魂的缓慢沉降”和“动能的皈依”。这种文风，对于那些试图通过这本书学习具体计算方法的读者来说，无疑是一种灾难。当我试图在书中寻找关于模态分析的图解时，我发现了一张复杂的几何图形，上面标注的不是节点的坐标和应力分布，而是某种星象图的符号。我不得不怀疑，这本书的校对工作是不是由一位精通古汉语、但对现代力学一无所知的学者完成的。它更像是一份用古代炼金术士的笔记伪装而成的现代小说大纲，充满了模糊的意象和无法量化的描述。阅读它，需要极大的耐心和对“形而上学”的深刻理解，而这些，恰恰是我在研究结构动力学时最不需要的素质。

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坦白说，这本书的装帧设计是目前我见过的所有技术书籍中最令人困惑的。封面是一片深邃的蓝色，中间只有一个烫金的、看起来像是某种古代图腾的符号，完全没有给出任何“振动力学”相关的视觉线索，比如波形图或者机械结构的示意图。内页采用了非常厚的米黄色纸张，手感确实不错，但问题在于，所有的插图都采用了单色调的铅笔素描风格，而且图注极少。例如，一个看似展示了阻尼器工作原理的图，上面只标注了几个希腊字母，没有任何单位、任何坐标轴的说明。我花了好大力气才推断出，中间那个像是弹簧的东西可能代表粘滞阻尼，但那个周围环绕的、线条极其复杂的结构究竟是什么，我完全无法判断。是用来计算非线性效应的，还是仅仅是作者随手画的一个装饰图案？这本书的章节安排也极其跳跃，前一页还在讨论刚度矩阵的构建，下一页突然就跳到了关于“声音在不同维度介质中传播特性的主观感受”。这种内容的随机组合，使得任何试图系统性学习的读者都会感到无所适从。我拿着它去书店咨询其他顾客，发现不少人都跟我一样，对着这本书感到非常茫然，大家都在试图确认，我们是不是都误拿了一本艺术作品集。

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这本书的书名是《振动力学》，但我手头上拿着的这本，却是内容天马行空，完全不知道作者到底想表达什么的一本奇书。我以为我会读到关于结构如何应对地震、机器如何减少噪音的严谨论述，结果呢？开篇就是一段对“宇宙的低语”的哲学思辨，搞得我云里雾里。它似乎在探讨万物皆振动的概念，但用的词汇极其晦涩，什么“量子纠缠的谐振”、“时空褶皱的频率分析”，看得我汗毛倒竖。我花了整整一个下午试图理解第一章，但除了感觉自己的脑电波受到了某种莫名的干扰外，没有任何收获。这本书的排版也十分古怪，明明是技术类书籍，却穿插了大量莫名的插画，比如一只穿着燕尾服的老鼠在弹奏小提琴，这真的与振动有什么关系吗？我不得不怀疑，是不是我买错了版本，或者作者根本就是一位行为艺术家，而非严肃的工程师。如果有人能告诉我，这本书里到底藏着什么关于实际工程应用的知识，我愿意重金求教。至少目前看来，它更像是一本前卫的诗集，而不是一本我可以用来解决实际工程问题的教科书。我甚至开始怀疑，作者是不是从未接触过傅里叶变换，却想用更玄乎的方式来描述它。这本书的阅读体验，就像在试图用一个放大镜去观察一滴水，你看到了光的折射，却完全错过了水的本质。

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如果要用一个词来概括我的阅读体验，那就是“迷失”。我期待的是一本能够指导我进行工程设计、能够帮助我理解复杂系统响应的书，但这本书提供的却是对现实世界物理规律的一种高度个人化、近乎偏执的解读。它几乎完全回避了任何数学上的量化分析。我翻遍了全书，没有找到一个清晰的微分方程，没有一个标准的矩阵运算示例，甚至连最基本的牛顿第二定律在这里都被用一种极为含糊不清的方式带过了。作者似乎坚信，只要领悟了“振动的本质精神”，所有的计算都是多余的。书中有一段话是这样描述的：“当结构真正理解了自身存在的意义，它的振动就会自动达到最优解。”这简直是对工程科学的彻底背离！我尝试着将书中的某些概念应用到我目前手头的一个桥梁模型上，结果发现，如果按照书中的理论操作，我的模型会在加载前的几秒钟内就因为自身“认知失调”而坍塌。这本书或许适合那些热衷于探讨存在主义和物理学交叉领域的哲学家，但对于任何一个需要解决实际工程问题的工程师或学生来说，它无异于一本精心印刷的，但毫无价值的纸浆制品。

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说实话，拿到这本书的时候，我内心是充满期待的，毕竟“振动力学”这个标题听起来就充满了严谨和力量感。然而，我翻开目录，立刻感觉掉进了一个逻辑的黑洞。它完全没有按照物理或机械工程学的常规套路来组织内容。我们通常期待看到自由振动、受迫振动、阻尼理论这些基础知识，对吧？这本书的第二章标题是“情感共振与建筑寿命的隐秘关联”。我当时心想，也许作者是想用一种跨学科的视角来探讨问题，试图将人类心理状态与材料疲劳联系起来。结果，内容里充斥着对古代祭祀仪式中鼓声频率的研究，并声称某种特定节奏的敲击能显著延长木结构的寿命。这完全超出了我作为一个学习基础动力学的学生的认知范围。书中引用的参考文献更是匪夷所思，除了几篇看不出出处的古籍外，大部分引用都指向了某个自称“振动先知”的神秘人物的博客。我尝试着去验证书中描述的一个简单的简支梁的固有频率计算公式，结果发现它和标准教材上的公式相差了整整一个数量级，而且作者还骄傲地宣称这是“修正后的、更贴近宇宙真实频率”的版本。我只能把这本书束之高阁，希望它哪天能自己“振动”到正确的轨道上去。

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陈老师和刘老师这本书写的挺好。

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陈老师和刘老师这本书写的挺好。

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陈老师和刘老师这本书写的挺好。

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陈老师和刘老师这本书写的挺好。

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