Mechanical Vibrations and Structural Dynamics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Lenzen, Amin

出品人:

页数:700

译者:

出版时间:

价格:$ 157.07

装帧:HRD

isbn号码:9783540251323

丛书系列:

图书标签:

机械振动
结构动力学
振动分析
结构分析
动力学
工程力学
机械工程
振动控制
有限元分析
模态分析

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具体描述

This basic textbook presents the field of mechanical vibration and structural dynamics in an understandable and interdisciplinary way for students, engineers and researchers in mechanical engineering. "Mechanical Vibrations and Structural Dynamics" combines the classical analytical approach together with modern numerical and computer aided experimental methods. On the one hand it gives a clear and concise interdisciplinary introduction into the theory of mechanical vibrations and structural dynamics. And on the other hand it shows how to convert these introductory examples into a computer program and how to establish a complex software system - explaining computational engineering and experimental methods. Theory is not overemphasized however enough knowledge is displayed to be able to solve application problems with intelligence.

好的，这是一本关于热力学与统计物理学的深入探讨书籍的简介，该书聚焦于从微观粒子行为到宏观系统性质的桥梁构建。 --- 热力学与统计物理学：微观基石与宏观现象的统一导言：探索无序之中的秩序本书旨在为物理学、化学、材料科学及工程学领域的学生和研究人员提供一套严谨而全面的基础，用以理解物质在不同尺度下的基本行为。我们聚焦于热力学这门古老而核心的学科，但其阐释将深深植根于统计物理学的微观图景之中。我们相信，宏观世界中观察到的能量守恒、熵增以及相变等现象，并非是孤立的经验法则，而是由海量粒子遵循量子力学和经典力学定律进行集体运动的必然结果。全书的结构设计遵循“从微观到宏观”的逻辑递进，确保读者在构建统计力学模型的同时，能清晰地看到这些模型如何精确地重现经典热力学的基本定律。第一部分：经典热力学的严谨基础本部分首先建立起宏观热力学的完整框架，强调其公理化和基于宏观量（如温度、压力、体积、内能）的描述。第一章：热力学系统的描述与基本概念我们将详细定义热力学系统、边界、状态变量以及过程（等温、等压、绝热等）。重点讨论平衡态的定义，以及过程的可逆性与不可逆性的本质区别。引入热力学零定律，作为温度概念的严格数学基础。第二章：热力学第一定律与能量的守恒详细阐述功和热在能量交换中的角色，以及内能作为状态函数的意义。我们将通过一系列工程实例，如循环过程中的功的计算和热机的效率分析，来巩固对第一定律的理解。特殊关注封闭系统和开放系统中的能量平衡方程。第三章：熵与热力学第二定律这是理解自然界演化方向的关键。卡诺定理和克劳修斯不等式将作为第二定律的两种基本表述。我们不仅会讲解熵的宏观定义 ($mathrm{d}S = mathrm{d}Q_{ ext{rev}}/T$)，还会为后续的统计解释做好铺垫，讨论熵增原理在孤立系统中的普适性。第四章：热力学第三定律与绝对零度探讨热力学第三定律，即在绝对零度下，完美晶体的熵趋于零。本章将讨论第三定律对系统可达性的限制，并介绍勒夏特列原理及其在化学平衡中的应用，包括吉布斯自由能和亥姆霍兹自由能作为化学势的地位。第二部分：统计力学的微观桥梁在坚实的热力学基础上，本书转向微观世界，利用概率论和量子力学原理来推导宏观规律。第五章：系综理论与统计力学的基本假设本章是统计物理学的核心。我们引入系综（Ensemble）的概念——微正则系综、正则系综和宏正则系综。详细阐述“等概率原理”的意义，并展示如何通过计算配分函数（Partition Function）来连接微观状态和宏观可观测物理量。第六章：理想气体与麦克斯韦-玻尔兹曼分布以最简单的模型——理想气体为例，推导出气体动理论。重点在于麦克斯韦速率分布的详细推导，并解释其物理意义。通过正则系综计算，我们能重新导出理想气体的状态方程、内能和熵，验证其与经典热力学的完全一致性。第七章：量子统计：费米子与玻色子随着温度降低或粒子密度增高，量子效应变得不可忽略。本章将全面介绍量子统计力学： 1. 玻色-爱因斯坦统计 (BE)：适用于描述光子、声子以及超流体中的氦-4。我们将深入分析玻色-爱因斯坦凝聚现象的理论基础。 2. 费米-狄拉克统计 (FD)：适用于电子（如金属中的自由电子模型）。重点讨论费米能级、零温下的简并压力以及费米子在有限温度下的分布函数。第八章：晶格振动与固体的热力学将统计方法应用于固体内部的原子振动。从笛卡尔晶格的量子谐振子模型出发，详细推导德拜 (Debye) 模型，并与爱因斯坦模型进行对比。由此，我们将精确地计算出晶体的比热容随温度的变化规律，解释其在低温下的 $T^3$ 依赖性。第三部分：相变与临界现象本部分将统计物理学的威力扩展到描述物质形态的剧烈转变。第九章：相平衡与一级相变利用化学势的相等条件（Clapeyron-Clausius方程）来描述固-液、液-气相变。分析潜热与体积变化的联系。讨论吉布斯相律及其在多组分、多相系统中的应用。第十章：平均场理论与二级相变二级相变（如顺磁到铁磁转变、超导转变）的特征是没有潜热但比热容发生突变。我们将引入平均场理论（Mean-Field Theory），以伊辛模型（Ising Model）为例，展示如何通过平均场近似来计算居里温度和序参量，揭示临界指数的概念。第十一章：涨落与关联函数统计物理学的真正力量在于描述涨落。本章探讨热力学涨落的本质，介绍关联函数（Correlation Functions）在描述粒子间相互作用和系统宏观性质关联中的作用。通过涨落-耗散定理，建立起系统对外部微扰响应的微观描述与宏观热力学参数之间的深刻联系。总结与展望本书的最终目标是使读者不仅能够应用已有的公式，更重要的是理解这些公式的统计力学起源。通过对配分函数的精妙处理，我们得以将微观粒子的复杂运动转化为简洁而强大的宏观热力学描述。本书为深入研究凝聚态物理、复杂流体以及非平衡态过程打下了不可或缺的理论基础。