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出版者:中国矿业大学出版社

作者:葛永慧

出品人:

页数:247

译者:

出版时间:2005-2

价格:19.20元

装帧:简裝本

isbn号码:9787811070002

丛书系列:

图书标签:

• 测量
• 平差
• 大地测量
• 误差理论
• 调和分析
• 数据处理
• 工程测量
• GIS
• 数学模型
• 精密测量

好的，这是一本关于 结构动力学基础与应用 的图书简介： --- 结构动力学基础与应用：理论分析、数值模拟与工程实践 内容概要 本书旨在为土木、机械、航空航天及相关工程领域的工程师、研究人员和高年级本科生/研究生，提供一套全面而深入的结构动力学理论、分析方法、数值模拟技术及其在实际工程问题中的应用指南。全书结构清晰，从最基本的振动概念出发，逐步深入到复杂系统的多自由度分析、非线性动力学响应，最终聚焦于地震工程、风工程以及先进控制理论在结构抗振中的实际应用。 本书不仅系统梳理了结构动力学的经典理论框架，更侧重于将这些理论与现代计算工具（如有限元分析软件的使用）相结合，强调从理论推导到工程实际问题的转化能力。 核心章节与重点内容 第一部分：单自由度系统动力学（基础构建） 本部分奠定了理解所有复杂动力学问题的基石。 第一章：振动基础与自由振动分析 详细阐述了什么是振动、自由度、质量、刚度、阻尼的概念。重点推导了单自由度（SDOF）系统的运动微分方程（牛顿第二定律与能量法）。深入分析了无阻尼和粘滞阻尼系统的固有频率、周期以及阻尼比的物理意义。首次引入了复数解法，为后续复杂系统的求解打下基础。 第二章：单自由度系统的受迫振动与响应 系统分析了周期性激励（如简谐荷载）和瞬态激励（如冲击荷载）下的响应。详细讨论了共振现象的机理、危害及避免措施。对瞬态响应的求解，重点讲解了积分法，特别是利用卷积积分（Duhamel积分）计算任意荷载下的结构响应，并给出了大量工程实例（如瞬时冲击、缓变荷载）。 第三章：动力学分析的数值方法基础 本章从工程实践角度切入，介绍了求解微分方程的数值方法。详述了中心差分法、龙格-库塔法（Runge-Kutta）在求解SDOF系统中的应用。引入了时间积分算法的稳定性和精度问题，为后续有限元分析中的时间步选择提供理论依据。 第二部分：多自由度系统动力学（系统扩展） 本部分将分析范围扩展至实际工程中更常见的具有多个关联点的复杂结构。 第四章：多自由度系统的运动方程与自由振动 系统推导了基于牛顿法和拉格朗日法的MDOF系统运动微分方程（矩阵形式）。重点讲解了特征值问题——如何通过求解特征方程获得系统的固有频率（特征值）和振型（特征向量）。深入探讨了振型（模态）的物理意义、正交性及其在线性组合中的应用。 第五章：模态分析与响应计算 基于模态叠加法，阐释了如何将复杂的MDOF系统解耦为一系列相互独立的SDOF系统进行求解。详细介绍了模态参与系数、模态质量和模态刚度矩阵的计算。着重分析了模态阻尼的处理方式，特别是比例阻尼（Rayleigh阻尼）与非比例阻尼对响应求解的影响。 第六章：系统识别与参数辨识 本章关注如何利用实际观测数据（如加速度计数据）反演结构的动力学参数。介绍了频响函数（FRF）的概念、实验模态分析的基本流程。讲解了基于频域和时域数据的参数辨识算法，包括峰值法、频域分解法（FDD）以及基于最小二乘法的时域辨识方法。 第三部分：连续体动力学与有限元法（高级分析） 本部分连接了理论动力学与现代结构分析的基石——有限元方法。 第七章：一维和二维结构的动力学有限元离散 系统介绍如何将梁、板结构转化为具有离散质量和刚度的有限元模型。推导了梁单元（如欧拉-伯努利梁单元）的整体质量矩阵和刚度矩阵，并重点讨论了集中质量模型与一致质量模型在动力学分析中的差异和适用性。 第八章：自由度和约束条件的有效处理 在有限元模型中，处理边界条件和约束（如对结构连接点的简化）至关重要。本章详细讨论了直接法、约束方程消除法在动力学问题中的应用，并探讨了如何处理刚性连接和柔性连接的动力学效应。 第九章：模态叠加法的有限元实现 将前述的模态叠加法应用于由有限元模型导出的动力刚度矩阵和质量矩阵。介绍了计算大规模结构前若干阶模态的有效算法，如子空间迭代法和Lanczos算法的原理和工程实现。 第四部分：实际工程应用的动力学响应 本部分将理论和计算方法应用于两大主要环境载荷：地震与风载。 第十章：地震响应分析 深入探讨地震动的特性（反应谱、时程记录）。重点讲解了静力等效荷载法（反应谱分析法）的原理、适用条件及局限性。详细介绍了非线性动力时程分析（Time-History Analysis）在评估结构抗震性能中的关键步骤，包括材料非线性（如塑性铰）的建模。 第十一章：风致振动与稳定性 分析风荷载的随机特性和脉动性。介绍了风工程中常用的截面风压模型。详细讨论了风致振动的分析方法，包括：随机振动理论（Spectral Method）在分析风场不确定性下的结构响应，以及对柔性结构（如高耸结构、悬索结构）的颤振和涡激振动现象的初步分析。 第十二章：振动控制技术概论 本章介绍了主动、被动及半主动控制的基本概念。侧重于被动控制中隔震（Base Isolation）和消能减震器（Dampers）的工作机理，并结合动力学方程分析这些装置对结构模态响应和峰值位移的影响。 本书特色 1. 理论与计算的深度融合： 每推导一个理论公式，都伴随着如何将其转化为有限元程序（或商业软件操作）的指导思想。 2. 面向工程实际： 避免过度纯粹的数学推导，所有理论都紧密服务于解决工程中遇到的实际问题，如材料退化、节点连接刚度变化等。 3. 丰富的插图与算例： 书中包含大量清晰的示意图、计算流程图以及完整的数值算例，帮助读者理解抽象的矩阵运算过程。 4. 注重阻尼的物理意义： 深入讨论了阻尼在不同分析方法中的选择和对结果的敏感性，强调了阻尼参数估计的困难与工程妥协。 通过学习本书，读者将能够独立完成复杂结构在动态荷载作用下的精确动力学分析，并能够批判性地评估不同分析方法的适用性和结果的可靠性。

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这本书简直是为我这种对工程测量和数据处理充满好奇的人量身定做的！我一拿到手，就被它清晰的结构和严谨的逻辑深深吸引了。作者似乎非常懂得初学者的困惑，从最基础的误差理论讲起，循序渐进地引入到复杂的平差计算中。特别是关于最小二乘原理的讲解，简直可以用“醍醐灌顶”来形容。以往看那些艰涩的数学推导总是云里雾里，但这本书里通过大量的实例和图示，把那些抽象的公式变得鲜活起来，让人很容易就能理解为什么需要这样做，以及每一步的计算背后代表的物理意义是什么。我记得有几章专门讨论了如何处理野外数据中的系统误差和偶然误差，这一点在实际工作中至关重要，书中给出的模型和检验方法非常实用，不是那种纸上谈兵的理论，而是可以直接指导我们进行数据预处理和质量控制的宝典。我特别欣赏作者在讲解不同平差模型（比如等权和不等权）时的对比分析，这让读者能根据实际精度要求灵活选择最合适的解算策略。这本书的排版和插图质量也值得称赞，那些复杂的矩阵运算和图形示例，都做得非常清晰，即便是面对厚厚的公式，阅读体验也依然保持着流畅和舒适。对于希望打下坚实基础的测量专业学生或准备考取相关技术证书的工程师来说，这本绝对是案头必备的工具书，阅读过程中的那种“豁然开朗”的感觉，是其他同类书籍很难给予的。

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说实话，起初我对这本书的预期是比较保守的，因为很多专业教材往往会陷入繁琐的数学推导而忽略了实际的应用价值。然而，这本书完全颠覆了我的看法。它的叙事节奏感非常强，仿佛作者在设计一个精巧的迷宫，层层递进，每解开一个理论环节，就清晰地展示一个工程应用上的突破口。我尤其欣赏作者在讲解卡方检验和信度椭圆时所采用的几何解释，而不是纯粹依赖代数运算，这使得原本枯燥的假设检验过程变得生动有趣。书中对于平差数据预处理中“格网化”和“畸变补偿”的讨论，也展现了作者对现代测量仪器特性的深刻理解。很多教科书在讲授基本原理后就戛然而止，但这本书却延伸到了如何利用迭代法高效求解超定方程组，并对比了不同迭代算法的收敛速度和稳定性。这种对计算效率和可靠性的双重考量，对于处理海量实时测量数据的大型项目来说，具有极高的参考价值。阅读完后，我感觉自己对数据质量的控制有了一个全新的、更科学的认识框架，不再是单纯依靠经验或软件默认设置，而是能够主动地去理解和干预整个解算流程。

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我是在一个非常偶然的机会下接触到这本书的，当时正在为一个复杂的变形监测项目焦头烂额，手头的参考资料要么过于陈旧，要么就是只关注某一特定方向的软件操作，缺乏对底层原理的系统梳理。这本书的出现，简直就是及时雨。它的强大之处在于其内容的广度和深度达到了完美的平衡。对于那些对专业领域有一定了解的人来说，这本书提供了深入挖掘技术细节的接口。我特别关注了其中关于“参数估计”与“方差分量估计”的章节，作者对这些高级方法的阐述清晰易懂，特别是对于如何根据已知的精度指标来评估和调整权重矩阵的细节描述，非常到位。在实际操作中，我们经常会遇到传感器精度不一致的问题，这本书给出的权重分配原则和迭代过程，帮我成功优化了之前计算结果的稳定性。此外，书中对平差中涉及的坐标系统转换和不同类型数据的融合处理也做了详细的论述，这在现代大地测量和工程测绘的交叉领域尤为重要。不得不提，这本书的案例分析部分非常精彩，它们并非凭空捏造的理想数据，而是贴近实际工程难点，通过这些案例，我们可以直观地看到数学模型是如何服务于工程实际需求的，这极大地增强了学习的主动性和应用的热情。

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这本书的文字风格非常典雅而富有条理，读起来有一种沉稳的力量感。它没有过多花哨的修辞，但每一个句子都像是经过精确丈量般准确无误。最让我印象深刻的是它对“信息论”在测量平差中的应用的探讨，这部分内容提升了全书的理论高度。作者并未将平差视为一个孤立的计算过程，而是将其置于信息获取与传递的大背景下进行审视，探讨了在给定观测精度下，我们能获得多少关于未知量的有效信息，这是一种非常高屋建瓴的视角。对于高级读者而言，书中对不同平差方法（如间接平差、条件平差等）之间的等价性和适用边界的深入剖析，提供了扎实的理论支撑，让人能够清晰地辨析不同方法论的优缺点，而不是盲目套用。我特别喜欢作者在结论部分对未来测量技术发展趋势的展望，其中对智能解算和自适应平差的讨论，展示了作者紧跟学科前沿的敏锐度。总而言之，这本书不仅是一本技术手册，更像是一部关于精确测量的“思想指南”，它教会的不仅是方法，更是一种对真理的审慎追求精神。

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这本书的视角非常独特，它不仅仅停留在告诉我们“怎么算”的层面，更深入地探讨了“为什么这么算”背后的统计学哲学。我尤其喜欢作者在绪论部分对“测量不确定度”的阐述，那种对客观世界认知局限性的深刻反思，使得整个阅读过程充满了思辨的乐趣。它没有回避工程实践中的复杂性，反而将其作为分析的起点。比如，在介绍高斯-马尔可夫模型时，作者并未简单地罗列公式，而是花了大量篇幅解释了模型假设的重要性，以及当假设条件被打破时（现实中这种情况很常见），应该如何通过残差分析来诊断和修正模型，这种对鲁棒性的关注，体现了作者深厚的实践功底。我感觉这本书更像是一位经验丰富的导师在耳边细语，引导你思考如何从一组看似杂乱无章的观测值中，提炼出最可靠的几何信息。书中对不同约束条件下的平差处理，比如对边长、角度以及高程的联合平差，描述得条理分明，尤其是在处理大型控制网时，如何分块优化和迭代求解的策略，对于我们进行区域性工程测绘项目时指导性极强。阅读这本书，感觉不仅仅是在学习一门技术，更是在培养一种严谨的、基于概率的科学思维方式，这对于提升我个人的工作质量和解决复杂问题的能力，都有着不可估量的价值。

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