大型挠性空间桁架结构动力学分析与模糊振动控制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:李东旭

出品人:

页数:207

译者:

出版时间:2008-6

价格:56.00元

装帧:

isbn号码:9787030214621

丛书系列:

图书标签:

• 工学
• 力学
• 空间桁架结构
• 动力学分析
• 模糊控制
• 振动控制
• 挠性结构
• 结构工程
• 有限元
• 模态分析
• 工程力学
• 控制理论

图书简介 书名： 结构动力学前沿：非线性、随机与智能控制的交叉探索 作者： （此处应填写作者信息，此处用占位符表示） 出版社： （此处应填写出版社信息，此处用占位符表示） --- 绪论：迈向复杂结构动力学的新范式 本书旨在系统、深入地探讨当代土木、航空航天及机械工程领域中复杂结构动力学分析与控制的前沿理论与应用技术。随着工程结构向着更大尺度、更高柔度、更复杂工作环境发展的趋势，传统的线性化、确定性动力学模型已难以准确捕捉结构的真实响应特性。本书紧密围绕“非线性动力学”、“随机/不确定性分析”与“智能/自适应控制”这三大核心议题展开，力求构建一个多学科交叉融合的理论框架，为处理现代工程挑战提供坚实的理论基础和可行的工程手段。 本书内容架构严谨，逻辑清晰，从基础的动力学理论回顾出发，逐步深入至高阶的建模与分析方法，最终落脚于先进的控制策略设计与实施。全书共分为五大部分，二十章内容，涵盖了从理论推导到实例验证的完整研究链条。 --- 第一部分：复杂结构动力学建模与非线性效应（约350字） 本部分聚焦于如何准确地描述和量化工程结构中的非线性现象。 第一章：变分原理与广义动力学基础回顾 详细回顾了Hamilton原理、Lagrange方程在处理复杂系统，特别是包含约束和多尺度效应时的适用性与局限性。重点阐述了如何将现代结构理论（如几何非线性、材料非线性）融入到经典动力学框架中。 第二章：几何非线性与柔性结构的耦合效应 深入探讨了几何非线性，特别是高阶P-Delta效应、应变率依赖效应在超大型结构（如超高层建筑、大型天线）中的影响。引入了Finie Element Method (FEM) 在处理几何大变形问题时的数值稳定性与精度控制策略。 第三章：材料本构模型在动态响应中的作用 分析了粘弹性、粘塑性、损伤模型等非线性本构关系对结构动力响应的影响。重点研究了高频振动下的能量耗散机制，并提出了基于微观结构演化的宏观动力学参数辨识方法。 第四章：复杂接触与摩擦动力学 针对包含大量连接点、界面或运动部件的系统，如机械臂末端执行器、桥梁支座系统，详细分析了非光滑接触力学在动力学分析中的应用，包括Hertz接触模型在冲击载荷下的修正与基于数值积分的稳定求解技术。 --- 第二部分：不确定性与随机动力学分析（约350字） 现实世界中的载荷和结构参数充满不确定性。本部分致力于提供处理这些不确定性的系统化方法。 第五章：不确定性量化与随机过程理论 系统介绍概率论在工程力学中的应用，包括随机变量、随机场、以及平稳/非平稳随机过程的特征描述。重点讲解了Bode图、功率谱密度（PSD）在描述地震波、风载荷等激励过程中的关键作用。 第六章：随机微分方程（SDE）及其在结构响应中的应用 将结构动力学方程扩展到随机微分方程框架下，详细推导了Ito积分和Stratonovich积分在结构动力学求解中的差异与等效性。 第七章：不确定性传播的数值方法 侧重于数值计算，系统比较了Monte Carlo模拟（MCS）、First/Second Order Reliability Methods (FORM/SORM)以及Polynomial Chaos Expansion (PCE)等方法在处理高维不确定性问题时的效率与精度。PCE展开在降维处理高斯/非高斯不确定性源方面的具体实现被深入探讨。 第八章：有限元模型的不确定性量化（Model Updating with Uncertainty） 针对有限元模型参数固有的不确定性，提出了基于实验数据和贝叶斯方法的模型修正策略，用以提高模型的预测准确性，特别是在模态特性识别中的应用。 --- 第三部分：先进的振动抑制与控制理论（约400字） 在精确理解结构动态行为的基础上，本部分转向主动、半主动控制策略的设计与优化，以提升结构的服役安全性和舒适性。 第九章：主动振动控制的经典理论回顾与现代拓展 回顾了LQR、H-无穷（H-$infty$）控制等经典优化方法。重点拓展至基于状态观测器的全状态反馈控制设计，特别是针对传感器噪声和执行器饱和问题的鲁棒性设计。 第十章：基于能量耗散的主动控制 探讨了如何通过控制输入直接作用于结构的能量耗散路径。引入了最优控制理论，旨在最小化特定工作条件下结构的峰值位移或加速度。 第十一章：半主动与智能材料驱动控制 深入分析了基于磁流变（MR）阻尼器、压电材料的智能结构控制策略。重点讨论了最优开关策略（Optimal Switching Strategy）的设计，该策略在不消耗额外能量的前提下，实现与主动控制接近的抑制效果。 第十二章：自适应与学习型控制策略 针对结构参数随时间变化的场景（如损伤累积、载荷变化），介绍了基于神经网络（NN）和模糊逻辑的自适应控制器。讨论了如何利用在线数据快速识别系统模型，并实时调整控制增益，实现性能的持续优化。 --- 第四部分：结构健康监测与故障诊断（约300字） 本部分关注于如何利用动力学知识实现结构的实时健康状态评估与潜在故障的早期预警。 第十三章：基于模态识别的损伤检测 详细介绍了时域和频域的模态分析技术（如SSI-Covariance, Frequency Domain Decomposition, FDD）。重点讨论了高阻尼、小损伤、以及非线性损伤对模态参数的微小影响及其识别方法。 第十四章：损伤定位与严重度评估 提出了基于局部化指标（如应变能量变化、模态形状曲率）的损伤敏感性指标。采用基于信息熵和稀疏学习的方法，实现对损伤位置的精确识别和损伤程度的定量评估。 第十五章：实时健康监测系统的架构设计 探讨了分布式传感器网络（WSN）在结构动力学数据采集中的应用，包括数据压缩、远程传输的鲁棒性设计，以及在线状态估计的卡尔曼滤波（KF）及其扩展形式（EKF, UKF）在状态与参数联合估计中的应用。 --- 第五部分：前沿工程应用与案例分析（约150字） 本部分通过具体的工程案例，展示前述理论的应用潜力。 第十六章：高超声速飞行器热结构动力学响应 分析了气动热载荷耦合下的结构振动特性，以及如何通过先进阻尼技术控制高频热应力引起的疲劳问题。 第十七章：大型空间基础设施的在轨动力学与姿态控制 讨论了在微重力环境下，大型桁架或网格结构展开过程中的瞬态动力学，以及如何利用分布式反应轮进行姿态和振动的主动抑制。 第十八章：城市基础设施的抗震韧性分析 结合随机动力学分析，评估了复杂地震序列对桥梁、核电站等关键基础设施的累积损伤效应，并设计了基于控制的抗震韧性提升方案。 --- 结语 本书的编写旨在为结构动力学研究人员和高级工程师提供一个全面、深入的知识平台。通过对非线性、不确定性和先进控制技术的交叉融合研究，本书致力于推动复杂工程结构动力学分析向更精确、更鲁棒、更智能化的方向发展。书中大量采用了高水平的数学工具和现代计算技术，适合作为高等院校研究生和工程研究人员的专业参考书。

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这本书的文献引用部分做得非常扎实，这对于一个追求知识源头的研究者来说，简直是太重要了。我注意到作者引用了许多近期的国际顶级期刊成果，这保证了书中的内容是站在当前科研前沿的。更难得的是，作者在整合这些前沿知识时，展现了极强的批判性思维。他并没有全盘接受最新的理论，而是对其进行了深入的剖析和比较，指出了不同方法的优缺点和适用场景。例如，在对比几种主流的模态分析技术时，作者用非常精炼的语言，总结了它们在处理高频振动和模态耦合时的差异，这种客观公正的评价，让我能够根据自己的具体需求，做出更明智的技术选型。这本书的参考价值，很大程度上源于它不仅仅是知识的罗列，更是知识的筛选、提炼和价值判断，读起来让人感到非常踏实和信赖。

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这本书的封面设计着实抓人眼球，那种深邃的蓝色调和抽象的线条感，立刻让人联想到高远太空和精密的工程学。我刚拿到手时，就被它厚重而又充满科技感的包装所吸引，感觉像是在触摸一件未来世界的艺术品。内页的排版也是一流水准，图文并茂，那些复杂的力学模型和结构示意图，即便初次接触，也能感受到作者在梳理逻辑上的匠心。比如其中一章关于材料疲劳极限的讨论，作者没有用枯燥的公式堆砌，而是通过非常直观的对比图，展示了不同应力循环下材料的微观变化，这种深入浅出的表达方式，让一个非专业背景的读者也能从中窥见结构力学研究的精妙之处。我尤其欣赏作者在介绍理论基础时，那种扎实而严谨的态度，每一步推导都有理有据，让人信服。虽然我更关注的是工程应用中的实际操作，但深厚的理论支撑无疑是解决实际问题的基石，这本书在这方面做得非常出色，为我后续的研究提供了一个坚实的知识框架。

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我最近在处理一个关于新型轻质材料应用的项目，市场上很多参考资料都显得过于理论化，或者过于偏向某一特定应用，缺乏一个宏观的视角。这本书的出现，就像是为我打开了一扇新的窗户。它的叙述方式非常具有启发性，特别是对“不确定性”的处理，没有采取传统的保守假设，而是引入了一种更加灵活和现代的分析方法。我发现书中关于非线性系统响应的章节，对理解复杂环境下的结构行为非常有帮助。它不仅仅是给出了一套解题流程，更重要的是，它引导我去思考在参数变化时，系统稳定性的边界在哪里。书中对各种边界条件的讨论，细致入微，让我对实际工程中“理想化”与“现实”之间的鸿沟有了更深刻的认识。那些关于参数辨识和模型修正的案例分析，虽然涉及大量的数值计算，但作者的描述却保持了高度的清晰度，仿佛是带着读者一步步完成实验和模拟的全过程，这种“手把手”的引导，对于提升实践能力价值连城。

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坦白说，这类专业书籍往往面临一个共同的挑战：如何平衡学术的深度与读者的可理解性。这本书在这方面找到了一个非常微妙的平衡点。它在处理那些极其复杂的数学模型时，并没有回避困难，而是选择用清晰的语言去解释每一个变量和每一项系数背后的物理意义。我个人非常喜欢其中关于“结构演化”的描述，它超越了静态的力学分析，开始探讨结构在长期服役过程中如何“成长”和“退化”的问题。这种时间维度上的考量，在传统的结构设计手册中是很少见的。阅读过程中，我经常会停下来，思考作者提出的每一种分析框架的适用范围和局限性。书中对各种约束条件下的能量耗散机制的探讨，让我对如何设计具有更高“韧性”的结构有了新的认识。这不仅仅是一本技术手册，更像是一部关于结构生命周期的哲学思考，引人深思。

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这本书的装帧和印刷质量给我留下了极为深刻的印象。在如今这个电子阅读日益普及的时代，还能看到如此高标准的纸质出版物，实属不易。纸张的质感很好，不反光，长时间阅读眼睛不易疲劳。那些涉及到三维建模和应力云图的插图，色彩还原度极高，细节清晰可见，这在分析复杂几何结构时是至关重要的。我记得有一幅关于薄壁结构受力分散的示意图，如果不是高清晰度的印刷，那些细微的应力梯度是很难分辨出来的。此外，书脊的装订非常牢固，即便是经常翻阅，也不担心松散或脱页。这体现了出版方对严肃学术著作的尊重，也保证了这本书能够长久地保存和使用。它不只是一本工具书，更是一件值得收藏的、体现严谨学术精神的实体作品。

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