機械及結構動力學現代理論方法 pdf epub mobi txt 電子書 下載2025

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本書始於上世紀八十年代曆經工程實踐，是在創新的框架下對大型機械與結構動力學理論方法和經驗的總結。前三章是論述近代計算方法的理論基礎各類變分原理，導齣瞭離散係統的格式，並應用於上世紀建立的、從固體力學和剛體動力學發展起來有限元法和多體元法，並和第五章結閤成為大型機械與結構動力學最有效的建模方法。本書打開瞭以往多體元法和有限元分屬兩個學科的局麵，並有更寬廣的應用前景。本書內容學科上以時不變確定性綫性振動為基礎，擴展到時變、隨機、非綫性。以計算機高速發展為契機，國民經濟和國防建設中大型工程的推動，在實踐中總結計算技術方法的現代理論，結閤實踐的經驗，研製軟件廣為各工程動力設計研究單位應用。全書安排自成體係，但各章幾乎是獨立的專題,以滿足各自獨特研究需要，可以說從國內外齣版的書籍中尚無先例可循。

鄭兆昌，生於1933年，江蘇常熟人，機械振動與結構動力學專傢。1952年任清華大學助教，1957年被選送至工程力學研究班學習，1958～1960年在上海機電設計研究院任室副主任並主管火箭控製研究，1960年任清華大學講師，1984年任固體力學教授、博士生導師。圍繞國民經濟發展和國防建設急需的大型工程設計，創導從工程經驗設計轉嚮以動力學理論為指導的動力設計。從工程實際中提煉齣大量動力學問題，在遠落後於國外的計算條件下，建立瞭動力子結構模態減縮建模、設計分析的係統理論方法，成功為國內大型復雜機械、結構係統研製瞭各類專用動力設計、分析、驗證的實用軟件，這些軟件達到國際先進水平，打破瞭國外壟斷並具有自主知識産權。長期從事教學與研究，“固體力學重點學科建設和高水平博士生規模培養”獲1993年普通高校優秀教學成果奬特等奬（第五名，黃剋智、鄭兆昌為學術帶頭人）。獲國傢教育委員會及其他部委等科技進步奬等九項（二等奬四項）。主編《機械振動》上冊（獲機械類優秀教材一等奬）、中冊。曾任中國振動工程學會副理事長（第1～4屆）、全國非綫性振動學會副會長（第1～4屆）、全國模態分析與試驗學會副會長（第1屆）、美國機械工程師協會（ASME）海洋工程力學和極區工程（OMAE）分組成員、國際海洋工程和極區工程協會（IS（1）PE）會員及技術委員、《振動工程學報》副主編（第1～4屆）、《振動與衝擊》副主編（第2～5屆）。現任中國振動工程學會顧問以及《應用力學學報》編委。曆任亞太振動學術會議（APVC）第1～13屆指導委員會中方委員。1994年在清華大學主持召開國際振動會議，為國內青年學者提供瞭國際交流平颱，1985～2009年先後到英國、美國、俄羅斯、法國、日本、德國、意大利、印度、新西蘭等18個國傢70多所院校、研究所訪問，進行國際閤作研究以及學術交流。在國際會議上做過近百次學術講演，多次被邀做大會主題報告。主持完成國傢自然科學基金重大項目4項，完成863計劃、973計劃、國傢攀登計劃、國傢科技攻關等項目50餘項。設計的60餘個通道由五颱計算機聯網實現高度數字化，完成瞭鏇轉機械在綫監測診斷係統並安裝到武漢鋼鐵公司冷軋廠。領導研製的相應專用軟件已成為中國大型機械／結構動力分析設計的有力工具。

前言
第1章連續體動力學變分原理
1.1綫性彈性動力學基本方程
1.2Hamilton勢能型變分原理
1.2.1勢能型變分原理的提法
1.2.2勢能型變分原理的證明
1.2.3基於勢能型變分原理的近似方法
1.3Toupin餘能型變分原理
1.4Hillinger—Reissner雙自變函數變分原理
1.4.1基於勢能型變分原理
1.4.2基於餘能型變分原理
1.5Hu—Washizu廣義變分原理
1.5.1基於勢能型變分原理
1.5.2基於餘能型變分原理
1.6勢能型分區變分原理
1.6.1連續彈性體分區變分原理
1.6.2離散係統分區變分原理
1.6.3坐標變換
1.6.4界麵位移連續條件和對接力協調條件
1.7Gurtin捲積分變分原理
1.7.1捲積及其在綫彈性動力學基本方程中的錶達
1.7.2捲積型勢能變分原理
1.7.3捲積型Hu—Washizu廣義變分原理
1.8非綫性連續體動力學變分原理
1.8.1非綫性動力學方程及其泛函駐值原理
1.8.2非綫性彈性動力學分區混閤雜交變分原理
參考文獻
第2章計算動力學有限元法
2.1氣柱振動的有限元法
2.1.1一維流體振（脈）動的波動方程
2.1.2傳遞矩陣法
2.1.3氣柱振動與杆縱嚮振動的比擬
2.1.4一維流體有限元法
2.1.5管道內流體固有頻率的計算
2.1.6管道內流體的響應分析
2.1.7管道結構係統的響應
2.2空間杆件幾何非綫性有限元法
2.2.1Euler—Bernnouli梁
2.2.2Timoshenko梁計及轉動慣性
2.3闆殼超參有限元法
2.3.1基本假設和幾何形狀的描述
2.3.2坐標係和轉換關係
2.3.3位移矢量的轉換關係
2.3.4應變與位移的幾何關係
2.3.5各嚮同性和各嚮異性的彈性體本構關係
2.3.6單元剛度矩陣和質量矩陣
2.3.7數值積分方案
2.3.8運動方程的建立
2.4圓柱殼振動的模態分析
2.4.1圓柱殼的三維模態描述方法
2.4.2圓柱殼的固有頻率和主模態
2.5幾何非綫性鏇轉圓柱殼振動特性
2.5.1大變形幾何非綫性基本理論
2.5.2鏇轉殼動力學方程
2.5.3算例及計算結果分析
2.5.4應力計算
2.6復閤材料闆殼振動特性分析
2.6.1層閤圓柱殼的振動特性分析
2.6.2層閤矩形闆大幅自由振動非綫性響應分析
參考文獻
第3章計算多體係統動力學導引
3.1分析力學擇要
3.1.1D’Alembert—Lagrange—原理
3.1.2第一類和第二類Lagrange方程
3.1.3Lagrange方程應用舉例
3.2剛體和柔性體的運動描述及動力學建模
3.2.1剛體運動學及動能錶達式
3.2.2柔性體絕對節點坐標有限元法簡介
3.3柔性體的約束處理
3.3.1柔性體與剛體之間的約束
3.3.2單元與單元間的約束
3.4基於單元的柔性體接觸碰撞建模
3.4.1幾何檢測體的定義
3.4.2單元中的幾何檢測體
3.4.3碰撞力的計算
3.5多體係統動力學方程及數值積分簡介
3.5.1多體係統動力學微分—代數方程的一般形式
3.5.2剛性積分器及求解微分—代數方程的基本過程
3.5.3多體係統的平衡位置及其附近的微振動方程
3.6多體動力學算例及工程應用
3.6.1考核算例
3.6.2碰撞仿真
3.6.3工程應用實例
參考文獻
第4章大型矩陣本徵值問題
4.1常微分方程和本徵值問題
4.1.1常微分方程
4.1.2標準本徵值和廣義本徵值
4.1.3狀態空間本徵值
4.2子空間迭代法
4.2.1子空間迭代法的原理
4.2.2子空間迭代法的求解過程
4.2.3方法收斂性證明
4.2.4子空間迭代法的改進
4.3對稱實矩陣本徵值問題的Lanczos算法
4.3.1Lanczos法遞推步驟
4.3.2方法的理論基礎
4.3.3算法的失效及防止
4.3.4廣義本徵值問題
4.3.5Ritz矢量（WYD）法
4.4非對稱實矩陣本徵值問題的Arnoldi算法
4.4.1Amoldi算法的計算步驟
4.4.2Arnoldi算法的原理
4.4.3具有非對稱阻尼係統復本徵值分析
4.5陀螺本徵值問題
4.5.1陀螺本徵值問題
4.5.2陀螺本徵值的減縮算法
4.6非經典綫性係統的本徵值問題和動態響應分析
4.6.1本徵值問題
4.6.2動力響應分析
參考文獻
第5章非保守非對稱係統復模態理論
5.1非經典阻尼係統狀態空間方程
5.1.1位形空間與狀態空間方程的轉換
5.1.2復模態矩陣及本徵矩陣
5.1.3正交條件及解耦方程
5.1.4係統響應的求解
5.2係統的固有振動
5.2.1自由振動響應
5.2.2主振動性質
5.3位形空間方程及其解
5.4復模態理論與實模態理論的統一
5.4.1復模態退化為實模態情況之一
5.4.2復模態退化為實模態情況之二
參考文獻
第6章模態分析綜閤的動力子結構方法
6.1基本概念
6.1.1動力子結構方法流程
6.1.2實施步驟
6.1.3物理坐標和模態坐標
6.1.4模態集
6.1.5部件運動方程
6.2減縮自由度的初等方法
6.2.1靜力減縮
6.2.2質量減縮
6.3固定界麵法
6.3.1傳統固定界麵法
6.3.2修改固定界麵法
6.4自由界麵法
6.4.1Hurty自由界麵法
6.4.2Hou自由界麵主模態法
6.5修改自由界麵法
6.6弱耦閤結構係統
6.6.1弱耦閤係統部件的連接件
6.6.2車輛係統
6.6.3多軸轉子—軸承係統的陀螺模態綜閤
6.6.4鏇轉機械機組轉子—基礎—土壤係統模態綜閤分析
6.6.5汽輪發電機組轉子—基礎—土壤係統動力分析
6.7主副動力子結構法
6.8混閤動力子結構法
6.8.1混閤動力子結構法的原理
6.8.2完備的模態轉換
6.9自由—自由柔性空間結構動力分析方法
參考文獻
索引
· · · · · · (收起)