机械与结构振动

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出版者:中国宇航出版社
作者:J·H·金斯伯格
出品人:
页数:595
译者:
出版时间:2005-1
价格:76.00元
装帧:
isbn号码:9787801448934
丛书系列:
图书标签:
  • CAX
  • 振动
  • 机械工程
  • 结构工程
  • 动力学
  • 机械振动
  • 结构振动
  • 振动分析
  • 有限元
  • 模态分析
  • 工程力学
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具体描述

本书是机械与结构振动的基础教程。1-5章讨论单自由度、多自由度系统的激励与响应问题,第6、7章分别用Ritz级数法与场方程法研究连续系统。第8、9章介绍有限元与子结构概念。第10章讨论阻尼模态分析法,第11章对回转系统进行模态分析,最后一章是转子动力学简要介绍。

该书内容丰富,例题多而有趣,既可作为教学用书,也可作为力学专业的本科学生、研究生以及机械与结构工程师的参考书。

好的,这是一份关于《机械与结构振动》以外的书籍的详细简介,内容侧重于其他工程学科,避免提及您提到的那本书的主题。 --- 《先进材料与结构设计:力学行为与应用创新》 书籍简介 本书深入探讨了现代工程领域中,先进材料的力学特性、结构设计的新范式以及它们在复杂环境下的应用挑战。全书共分为七个核心部分,系统地梳理了从微观材料行为到宏观结构响应的完整链条,旨在为材料科学家、结构工程师以及从事高端装备研发的专业人员提供一套系统的理论框架和实践指导。 第一部分:前沿材料的力学本构关系 本部分重点聚焦于新型功能材料,如高熵合金、复合材料以及智能材料的力学表征。我们详细分析了这些材料在多尺度下的应力-应变响应。 高熵合金的非均匀变形: 探讨了原子尺度的不规则性如何影响材料的塑性流动、蠕变和断裂韧性。引入了基于晶格动力学模拟的本构模型,用以预测其在极端温度下的性能衰减规律。 纤维增强复合材料的界面问题: 深入研究了纤维与基体之间的界面粘接强度、脱粘机制及其对宏观模量的耦合影响。特别关注了热耦合作用下界面应力的演化过程。 智能材料的耦合场效应: 详细阐述了压电材料、形状记忆合金(SMA)等在电、热、磁场共同作用下的力学行为。构建了耦合电磁-热-力学的本构方程,并展示了其在传感器和驱动器中的应用案例。 第二部分:非线性结构力学响应分析 本部分超越了传统的线性弹性理论,专注于解析材料和结构在大幅度变形、接触或屈曲临界状态下的复杂响应。 大变形理论与有限元实现: 详细介绍了总拉格朗日和更新拉格朗日描述方法,重点讨论了网格畸变问题和稳定性恢复技术。 结构接触与摩擦学: 针对多体系统中的接触问题,引入了非光滑接触力学模型和摩擦本构律(如库仑摩擦、粘滞摩擦模型)。讨论了如何处理接触区域的奇点问题和求解非线性方程组的收敛性策略。 屈曲与后屈曲行为: 区别于简单的临界载荷计算,本章分析了结构在初始缺陷存在下的非线性屈曲路径,以及后屈曲承载能力的保持或突变现象,特别关注了薄壳结构和夹层结构。 第三部分:先进制造工艺对结构性能的影响 现代制造技术,如增材制造(3D打印)和精密连接技术,对材料的微观组织和残余应力场有显著影响。本章致力于量化这些影响。 增材制造(AM)的残余应力与微观组织: 建立了基于热-冶金-力学耦合的增材制造过程仿真模型。分析了激光扫描路径、冷却速率如何影响晶粒生长、相变以及最终的残余应力分布,并提出了消除有害残余应力的热处理策略。 焊接与连接区的疲劳行为: 研究了异种材料连接(如焊接、粘接)区域的应力集中和疲劳萌生机制。引入了基于断裂韧性评价的焊接残余寿命预测方法。 第四部分:极端环境下的结构可靠性与寿命评估 工程结构的应用环境日益严苛,要求结构设计必须考虑高温、高湿、辐照或腐蚀等复杂因素。 高温蠕变与疲劳的交互作用(Creep-Fatigue Interaction): 阐述了在高温下,材料的粘性变形(蠕变)和周期性载荷(疲劳)如何协同作用加速损伤累积。提出了时间-温度等效原理和损伤累积线性累和准则(如马尔卡林准则)。 腐蚀疲劳与应力腐蚀开裂(SCC): 分析了化学介质对材料表面钝化膜的破坏,以及在交变载荷下裂纹扩展的加速机理。重点讨论了不同合金体系在特定介质中的敏感性。 第五部分:拓扑优化与增材制造结构设计 传统的设计方法往往受限于加工可行性,而拓扑优化结合增材制造,使得设计可以完全由性能需求驱动。 密度法与水平集法的拓扑优化: 详细介绍了实现材料分布优化的主流算法,对比了它们在处理边界光滑性和制造约束方面的优劣。 制造约束的集成: 强调将最小壁厚、悬垂角度、支撑结构需求等增材制造的实际约束融入到优化目标函数中,以实现“一次成型即用”的设计理念。 多尺度结构设计: 探讨了如何通过梯度材料设计或点阵结构(Lattice Structure)来实现在同一构件内力学性能的局部优化。 第六部分:冲击与动力学响应的先进建模 本部分集中于材料和结构在高速碰撞、爆炸载荷或快速冲击下的瞬态响应。 高应变率材料本构模型: 介绍了Johnson-Cook、Cowper-Symonds等描述材料在高应变率下硬化和损伤的本构模型。 侵彻与穿透动力学: 模拟了弹丸侵彻装甲的非线性过程,包括目标材料的塑性流动、空腔形成和碎片化,用于优化防护系统的设计。 第七部分:计算方法与软件应用实例 本书最后一部分提供了进行上述分析所需的计算工具和实际工程案例。 非线性有限元求解器调试: 提供了关于如何选择合适的求解器(如Newton-Raphson、Arc-Length法)来处理强非线性问题的实用指南。 多物理场耦合仿真流程: 展示了如何通过集成不同的分析模块(如热分析模块、结构分析模块)来模拟真实的服役环境,并通过实际案例展示了从几何建模到结果后处理的完整工作流程。 目标读者 本书适合高等院校机械工程、材料科学与工程、土木工程、航空航天工程等专业的本科高年级学生、研究生,以及从事高端装备研发、结构健康监测与寿命评估的工程师和研究人员。阅读本书需要具备基础的材料力学、固体力学和有限元方法知识。

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用户评价

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读《机械与结构振动》这本书,就像是在进行一次跨越时空的工程探索。我被书中引用的许多经典案例所吸引,那些曾经困扰工程师们的世界性难题,如今可能都能在书中找到科学的解释和解决方案。书中对于振动模态和频率的分析,让我了解到每个结构都有其独特的“共鸣”频率,一旦外部激励的频率与其接近,就会产生放大效应。这让我想到了那些关于“声波震碎玻璃杯”的传说,虽然那是声波,但原理是相通的。书中的图示非常生动,我能想象到那些不同的振动模态,就像是结构在以不同的方式“跳舞”。我尤其对书中关于随机振动的章节充满期待。现实世界中的许多激励源,比如风、海浪、地震,都是随机的,如何对这些随机振动进行建模和分析,从而评估结构的安全性,这将是我学习的重点。我希望书中能提供一些统计学的方法,来处理随机振动问题,并给出一些实用的工程建议。我还会关注书中是否会提到一些先进的减振和隔振技术,比如主动隔振系统、智能材料的应用等,这些都代表着工程振动领域的最新发展方向。

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《机械与结构振动》这本书的设计风格给我一种严谨而专业的印象。封面上的线条和色块组合,仿佛在暗示着结构内部蕴含的复杂力学关系。我特别关注书中关于随机振动分析的部分。在实际工程中,许多激励源都是不确定的,比如车辆在不平路面上行驶产生的随机颠簸,或者海上平台承受的海浪冲击。如何对这些随机振动进行准确的预测和评估,是保证工程安全的关键。我期待书中能够介绍一些概率论和数理统计的方法,来处理随机振动问题,并提供一些实用的工程准则。我还会留意书中关于振动疲劳的内容。长期的振动载荷,即使在远低于材料屈服强度的范围内,也可能导致结构的疲劳损伤,最终发生断裂。我希望书中能够阐述振动疲劳的机理,以及如何通过振动分析来预测结构的寿命。这本书就像是一本“工程的侦探小说”,它引导我去发现那些隐藏在振动现象背后的危险信号,并教会我如何去化解它们。

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这本书《机械与结构振动》的封面设计给我留下了深刻的第一印象,那种深邃的蓝色背景,配合着金色的立体线条勾勒出的抽象机械结构,营造出一种既专业又充满力量感的氛围。我是一个对工程领域一直抱有好奇心的人,虽然并非科班出身,但总觉得机械的运转背后蕴含着一种看不见的韵律,一种能量的流动与转化。这本书的书名直击我的兴趣点,让我立刻联想到那些精密仪器在高速运转时发出的细微嗡鸣,或是大型桥梁在风雨中微微摇曳的姿态。我想象着书中会详细阐述这些“振动”是如何产生的,它们是必然的还是偶然的,又或者说,它们是我们理解机械性能和结构安全的关键所在。我非常期待能从书中了解到,那些看似无害甚至令人愉悦的机械“歌声”,背后有着怎样的物理规律在支配,以及当这种“歌声”变得刺耳甚至危险时,我们又该如何去识别、分析和控制。这本书的厚度也足以让我感到内容丰富,它不仅仅是简单地介绍概念,更可能包含大量的案例分析和理论推导,能够让我这位业余爱好者也能逐步深入,窥探到机械与结构振动这个复杂而迷人的世界。我尤其好奇,书中是否会涉及到一些历史上著名的工程事故,例如坍塌的桥梁或者失控的机器,是如何因为振动问题而发生的,以及科学家和工程师们是如何通过对振动的深入研究,避免类似的悲剧重演。这种对知识的渴望,促使我迫不及待地想要翻开这本书,去探索那些隐藏在“振动”背后的奥秘,去理解那些支撑着现代工程奇迹的底层逻辑。

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《机械与结构振动》这本书在内容编排上给我一种循序渐进的感觉。从最基本的自由振动开始,一步步引导读者理解阻尼、共振、以及各种复杂的振动现象。我注意到书中会介绍一些经典的振动方程,比如牛顿第二定律、达朗贝尔原理等,这些都是理解振动现象的基石。我特别关注书中关于调谐质量阻尼器(TMD)的设计和应用。这种看似简单的装置,却能在很大程度上抑制结构的共振,在许多高层建筑和桥梁设计中都发挥着关键作用。我希望书中能详细阐述TMD的工作原理,以及如何根据不同结构的特性来设计最佳的TMD参数。此外,我也对书中关于振动测试和信号采集的内容感兴趣。在实际工程中,如何准确地测量振动信号,并从中提取有用的信息,是进行振动分析的前提。我期待书中能介绍一些常用的振动传感器和数据采集系统,以及如何进行现场的振动测试。对书中可能出现的频域分析方法,例如功率谱密度、自功率谱等,我也充满好奇,它们能帮助我们理解振动的频率成分,从而更好地识别和控制振动。

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《机械与结构振动》这本书的书名,让我立刻联想到那些关于工程奇迹与灾难的故事。我一直对那些宏伟的建筑、精密的机械是如何在不断的运动和力的作用下保持稳定感到好奇。书中关于动力学建模和方程求解的章节,无疑是核心内容。我希望书中能够清晰地阐述如何从一个实际的工程问题出发,建立起一套数学模型,并运用各种解析或数值方法来求解。我尤其对书中关于频率响应函数的概念感到好奇。这个函数能够描述系统在不同频率激励下的输出响应,这对于理解系统的动力学特性至关重要。我设想,书中会通过大量图表来展示不同系统的频率响应特性,并结合实际应用进行分析。此外,书中关于减振措施的探讨,也是我非常感兴趣的部分。如何有效地降低振动对结构的影响,比如采用阻尼材料、减振器等,将是我学习的重点。这本书就像是一扇窗户,让我能够窥探到工程设计中那些至关重要的细节,去理解那些支撑起现代文明的无形力量。

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翻开《机械与结构振动》这本书,首先映入眼帘的是那些严谨而清晰的图表和公式。我不是一个擅长数学的人,但看着那些符号和方程,我能感受到它们背后蕴含的严密逻辑和强大力量。书中的插图也十分精美,许多都是示意图,用非常直观的方式展示了不同类型的振动,比如简谐振动、阻尼振动以及受迫振动。我特别喜欢书中关于自由振动和强迫振动的对比分析,这让我能够更清晰地理解,为什么有些系统在受到外部扰动后会自行衰减振动,而有些则会持续地保持振动状态。书中还穿插了一些实际工程中的例子,比如汽车悬架系统的设计、建筑物的抗震设计,甚至是一些乐器的发声原理,都与振动息息相关。这让我觉得这本书的知识非常实用,并非是枯燥的理论堆砌,而是能够与我们的生活紧密联系起来。我尤其对书中关于共振的部分感到好奇。共振这个词经常在一些科普读物中出现,但具体到机械和结构上,它的影响有多大,又会产生怎样的后果,这本书可能会给出详细的解答。我设想着,书中会通过一系列的计算和分析,来揭示为什么在某些特定频率下,微小的激励就可能引发巨大的振动,甚至导致结构的破坏。这种对潜在危险的预警,以及如何通过设计来规避共振,将是我非常关注的内容。我对书中可能提到的阻尼技术也充满了期待,了解如何有效地减缓或消除不必要的振动,对于提高机械设备的稳定性和寿命至关重要。

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阅读《机械与结构振动》的过程,就像是在解开一个又一个工程的“密码”。书中对于系统辨识的讲解,让我看到了如何通过对系统响应的观测,来推断出系统的内在特性。我尤其关注书中关于模态分析的内容,它能够帮助我们识别结构的固有频率和振动模态,这对于预测结构在各种激励下的行为至关重要。我设想着,书中会通过大量的图例,展示不同结构在不同模态下的振动形态,比如弯曲模态、扭转模态等等。我对书中可能涉及的振动控制策略也充满期待。如何通过改变结构的刚度、质量或者阻尼,来有效地抑制不希望出现的振动,这将是书中的重要内容。我希望书中能介绍一些主动控制和被动控制的原理和方法,并结合实际工程案例进行说明。例如,如何设计一套减震系统来保护精密仪器免受外部振动的干扰,或者如何通过改变建筑材料的特性来提高其抗震能力。这本书的书名本身就带有一种力量感,仿佛能预示着我们将要学习到如何驾驭这种无形的力量。

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《机械与结构振动》这本书给我最直观的感受就是它的深度和广度。从最基础的振动概念入手,逐步深入到复杂的动力学模型和分析方法,让我这个对工程振动领域的门外汉,也能感受到知识体系的完整性和系统性。书中对于不同自由度系统的分析,以及多自由度振动的解耦方法,虽然听起来有些抽象,但我相信通过书中详细的推导和例证,能够帮助我理解如何将复杂的实际问题,简化成可分析的模型。我特别欣赏书中对于数学工具的运用,比如傅里叶变换、拉普拉斯变换等,这些工具在信号处理和系统分析中起着至关重要的作用,书中应该会详细讲解它们在振动分析中的应用。我很好奇,书中是否会涉及一些数值分析方法,比如有限元分析,来解决一些解析解难以获得的复杂问题。毕竟,现代工程中遇到的结构往往形状不规则,材料性质也各不相同,数值方法在这种情况下就显得尤为重要。我期待书中能够提供一些实际案例,展示如何运用这些数值方法来分析一个复杂的机械部件或建筑结构的振动特性。另外,书中对于非线性振动的探讨也引起了我的兴趣,现实世界中的振动往往不是简单的线性模型可以描述的,理解非线性振动的特性以及如何处理它们,对于工程实践具有重要意义。

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《机械与结构振动》这本书的排版和章节划分,都给我一种逻辑清晰、内容翔实的感觉。我对于书中关于多自由度系统振动的分析方法特别感兴趣。现实世界中的许多结构,都不是简单的单自由度系统,而是由多个相互连接的部分组成,它们的振动会相互影响。我希望书中能够详细介绍如何将这些复杂的系统进行简化和建模,并运用诸如特征值分析等方法来求解。我还会关注书中关于振动主动控制的部分。当被动减振措施不足以满足要求时,如何通过引入传感器和执行器,实时监测和调整系统的振动响应,这代表着振动控制领域的前沿技术。我期待书中能提供一些关于主动控制系统设计和实现原理的介绍,并结合具体的工程实例进行说明。我对书中关于振动能量的传递和耦合的讨论也抱有浓厚的兴趣,理解这些能量如何相互作用,对于更有效地进行振动控制至关重要。这本书就像一本“工程的百科全书”,它涵盖了机械与结构振动领域的方方面面,为我打开了一个全新的知识大门。

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《机械与结构振动》这本书给我的感觉是,它不仅仅是一本教材,更像是一本“工程的哲学”。它教会我们去理解世界运转的底层逻辑,去洞察那些肉眼看不见的能量流动。我尤其对书中关于非线性动力学的部分感到着迷。现实世界中的许多振动现象,往往都表现出非线性特征,比如混沌振动、分岔现象等。理解这些非线性的行为,对于解决一些复杂工程问题至关重要。我希望书中能够通过一些形象的比喻和直观的图示,来解释这些抽象的概念,让我这个非专业人士也能有所领悟。书中关于振动能量的传递和耗散的讨论,也引起了我的兴趣。能量是如何在结构中传播的,又如何被有效地吸收和转化,这些都直接关系到结构的耐久性和安全性。我期待书中能提供一些关于能量耗散机制的详细介绍,以及如何通过优化设计来最大化能量的有效利用。这本书的书名,虽然简洁,但却承载着如此深厚的内涵,让我充满了探索的欲望。

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