振動(dòng)力學(xué)

前言

　　隨著工程技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械振動(dòng)問(wèn)題已成為各個(gè)工程領(lǐng)域內(nèi)經(jīng)常提出的重要問(wèn)題。電子計(jì)算機(jī)的廣泛使用和動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步也為復(fù)雜振動(dòng)問(wèn)題的解決提供了有力的工具。因此，振動(dòng)力學(xué)已成為21工程技術(shù)人員必須具備的理論知識(shí)。在機(jī)械、航空、土建、水利等21工程專業(yè)的本科生和研究生教學(xué)過(guò)程中，振動(dòng)力學(xué)是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。它更是工程力學(xué)專業(yè)本科教學(xué)的主干課程之一。這門課程要求學(xué)生掌握機(jī)械振動(dòng)的基本理論和分析、計(jì)算方法，并能初步應(yīng)用理論研究和解決工程中的各種振動(dòng)問(wèn)題?！　∽鳛檎駝?dòng)力學(xué)教材，本書(shū)根據(jù)教育部2r-程力學(xué)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制訂的“振動(dòng)力學(xué)教學(xué)基本要求”編寫(xiě)。全書(shū)除緒論外共分十一章。前六章為基本部分，包括自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)、自激振動(dòng)、多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)、線性振動(dòng)的近似計(jì)算方法和連續(xù)系統(tǒng)的振動(dòng)。后五章為提高部分，包括振動(dòng)問(wèn)題的定性理論、非線性振動(dòng)的近似解析方法、參數(shù)振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)和混沌振動(dòng)。各章附有適量的習(xí)題，以加深對(duì)內(nèi)容的理解?；静糠诌m用于工程力學(xué)等專業(yè)的本科生，提高部分適用于研究生。本書(shū)也可作為從事與機(jī)械振動(dòng)有關(guān)Z-作的Z——程技術(shù)人員的參考書(shū)?！　≡诰帉?xiě)中，作者力求貫徹以下意圖：　　1．提高基本部分的起點(diǎn)，精簡(jiǎn)與物理、理論力學(xué)的重復(fù)內(nèi)容?！　?．將線性振動(dòng)和非線性振動(dòng)納入統(tǒng)一的理論體系。在基本部分中除線性振動(dòng)內(nèi)容之外，也引導(dǎo)學(xué)生接觸非線性振動(dòng)問(wèn)題，對(duì)諸如多頻響應(yīng)、自激振動(dòng)等一些工程中常見(jiàn)的非線性振動(dòng)現(xiàn)象作出初步的理論分析和解釋。關(guān)于非線性振動(dòng)更深入的討論在提高部分中進(jìn)行?！　?．對(duì)各種類型的振動(dòng)均舉出工程中具體實(shí)例加以說(shuō)明，使理論與工程實(shí)際緊密聯(lián)系?！　?．關(guān)于數(shù)值計(jì)算問(wèn)題，著重介紹各種算法的基本原理。利用電子計(jì)算機(jī)的解題訓(xùn)練可自編或應(yīng)用已有的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算程序和軟件。　　5．引入分岔、混沌等反映近代非線性動(dòng)力學(xué)研究成果的內(nèi)容，使學(xué)生了解振動(dòng)理論前沿基礎(chǔ)研究的新進(jìn)展以擴(kuò)大知識(shí)面。

內(nèi)容概要

　　《振動(dòng)力學(xué)》是教育部“高等教育面向2l世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”的研究成果，是面向21世紀(jì)課程教材和教育部工科力學(xué)“九五”規(guī)劃教材，同時(shí)也是普通高等教育“九五”教育部重點(diǎn)教材?！墩駝?dòng)力學(xué)》系統(tǒng)地論述了機(jī)械振動(dòng)的理論基礎(chǔ)和分析方法。作為《振動(dòng)力學(xué)》的特點(diǎn)，作者力圖將線性和非線性振動(dòng)納入統(tǒng)一的體系。從教學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)，二者統(tǒng)一敘述可以提高效率并加深理解。為使學(xué)生了解現(xiàn)代非線性動(dòng)力學(xué)的一些新思想，《振動(dòng)力學(xué)》以較通俗的方式介紹了分岔和混沌的概念。書(shū)中對(duì)各種類型的振動(dòng)均給出實(shí)際例子，以說(shuō)明振動(dòng)力學(xué)的工程背景。　　緒論敘述了振動(dòng)力學(xué)的概況和簡(jiǎn)史。第一、二、三章分別敘述了單自由度系統(tǒng)的自由、受迫和自激振動(dòng)，其中以直觀的相平面幾何方法和簡(jiǎn)單的諧波平衡分析方法討論了非線性問(wèn)題。第四、五、六章包含多自由度系統(tǒng)和連續(xù)系統(tǒng)的精確解和近似解，主要討論線性振動(dòng)，也涉及非線性振動(dòng)。第七、八章敘述非線性系統(tǒng)的幾何理論和近似解析方法。第九、十章為參數(shù)激勵(lì)振動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)。第十一章為混沌振動(dòng)的導(dǎo)論。各章均附有習(xí)題和答案?！　　墩駝?dòng)力學(xué)》可作為工程力學(xué)、機(jī)械工程、航空工程和土木工程等專業(yè)的教科書(shū)。前六章為基本部分，適用于本科生，后五章適用于研究生的提高課程。《振動(dòng)力學(xué)》也可作為從事與機(jī)械振動(dòng)有關(guān)工作的工程技術(shù)人員的參考書(shū)。　　《振動(dòng)力學(xué)》于1998年10月第一次印刷，第二次印刷時(shí)對(duì)部分習(xí)題進(jìn)行了調(diào)整。

作者簡(jiǎn)介

　　劉延柱，1936年生。1959年畢業(yè)于清華大學(xué)工程力學(xué)研究班。1960至1962年進(jìn)修于莫斯科大學(xué)。1962至1973年任教于清華大學(xué)?，F(xiàn)任上海交通大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、工程力學(xué)研究所所長(zhǎng)、中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)理事、教育部工程力學(xué)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員、國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)力學(xué)評(píng)議組成員等職。研究領(lǐng)域?yàn)橥勇萘W(xué)、多體動(dòng)力學(xué)、航天器姿態(tài)動(dòng)力學(xué)、非線性動(dòng)力學(xué)等。著有《陀螺力學(xué)》、《多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)》、《理論力學(xué)》、《航天器姿態(tài)動(dòng)力學(xué)》等，其中《多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)》和《理論力學(xué)》獲教育部?jī)?yōu)秀教材二等獎(jiǎng)。　　陳文良，1932年生。1953年畢業(yè)于南京工學(xué)院機(jī)械工程系。任上海交通大學(xué)工程力學(xué)系教授。研究領(lǐng)域?yàn)殡S機(jī)振動(dòng)、非線性振動(dòng)。著有《工程力學(xué)》、《分析動(dòng)力學(xué)》，翻譯《隨機(jī)振動(dòng)概論》，其中《分析動(dòng)力學(xué)》獲教育部?jī)?yōu)秀教材一等獎(jiǎng)?！　￡惲⑷海?963年生。1984年畢業(yè)于鞍山鋼鐵學(xué)院機(jī)械工程系，1989年獲東北大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位，任教于鞍山鋼鐵學(xué)院。1997年獲上海交通大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位?，F(xiàn)任上海大學(xué)力學(xué)系、上海市應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué)研究所教授、博士生導(dǎo)師。研究領(lǐng)域?yàn)榉蔷€性動(dòng)力學(xué)和控制。

書(shū)籍目錄

緒論§0.1 振動(dòng)和振動(dòng)力學(xué)§0.2 振動(dòng)的分類§0.3 振動(dòng)力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史§0.4 振動(dòng)力學(xué)在工程中的應(yīng)用第一章 自由振動(dòng)§1.1 線性系統(tǒng)的自由振動(dòng)§1.2 相軌跡與奇點(diǎn)§1.3 保守系統(tǒng)的自由振動(dòng)§1.4 靜態(tài)分岔§1.5 耗散系統(tǒng)的自由振動(dòng)習(xí)題第二章 受迫振動(dòng)§2.1 線性系統(tǒng)的受迫振動(dòng)§2.2 工程中的受迫振動(dòng)問(wèn)題§2.3 任意周期激勵(lì)的響應(yīng)§2.4 非線性系統(tǒng)的受迫振動(dòng)§2.5 非周期激勵(lì)的響應(yīng)習(xí)題第三章 自激振動(dòng)§3.1 自激振動(dòng)概述§3.2 極限環(huán)與范德波爾方程§3.3 工程中的自激振動(dòng)問(wèn)題§3.4 張弛振動(dòng)§3.5 動(dòng)態(tài)分岔習(xí)題第四章 多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)§4.1 多自由度系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程§4.2 多自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)§4.3 頻率方程的零根和重根情形§4.4 多自由度系統(tǒng)的受迫振動(dòng)§4.5 有阻尼的多自由度系統(tǒng)§4.6 非線性多自由度系統(tǒng)習(xí)題第五章 線性振動(dòng)的近似計(jì)算方法§5.1 鄧克利法§5.2 瑞利法與里茨法§5.3 矩陣迭代法§5.4 子空間迭代法§5.5 傳遞矩陣法§5.6 廣義本征值問(wèn)題的其他解法習(xí)題第六章 連續(xù)系統(tǒng)的振動(dòng)§6.1 一維波動(dòng)方程§6.2 梁的彎曲振動(dòng)§6.3 集中質(zhì)量法§6.4 假設(shè)模態(tài)法§6.5 模態(tài)綜合法§6.6 有限元法習(xí)題第七章 振動(dòng)問(wèn)題的定性理論§7.1 李雅普諾夫穩(wěn)定性理論§7.2 線性系統(tǒng)穩(wěn)定性理論§7.3 開(kāi)爾文一泰特一切塔耶夫定理§7.4 奇點(diǎn)的一般理論§7.5 極限環(huán)的一般理論§7.6 分岔的一般理論習(xí)題第八章 非線性振動(dòng)的近似解析方法§8.1 正規(guī)攝動(dòng)法§8.2 林滋泰德一龐加萊法§8.3 多尺度法§8.4 平均法§8.5 KBM方法§8.6 非線性多自由度系統(tǒng)習(xí)題第九章 參數(shù)振動(dòng)§9.1 參數(shù)振動(dòng)概述§9.2 工程中的參數(shù)振動(dòng)問(wèn)題§9.3 弗洛凱理論§9.4 穩(wěn)定圖§9.5 非線性參數(shù)振動(dòng)習(xí)題第十章 隨機(jī)振動(dòng)§10.1 隨機(jī)過(guò)程的統(tǒng)計(jì)特性§10.2 工程中的隨機(jī)振動(dòng)問(wèn)題§10.3 線性系統(tǒng)對(duì)單個(gè)隨機(jī)激勵(lì)的響應(yīng)§10.4 線性系統(tǒng)對(duì)多個(gè)隨機(jī)激勵(lì)的響應(yīng)§10.5 隨機(jī)響應(yīng)的模態(tài)分析法§10.6 非線性系統(tǒng)的隨機(jī)響應(yīng)附錄用于計(jì)算響應(yīng)均方值的積分表習(xí)題第十一章 混沌振動(dòng)§11.1 混沌振動(dòng)概述§11.2 工程問(wèn)題中的混沌振動(dòng)§11.3 混沌振動(dòng)的數(shù)值識(shí)別§11.4 混沌振動(dòng)的解析預(yù)測(cè)§11.5 混沌振動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)一解析預(yù)測(cè)附錄梅利尼科夫函數(shù)的推導(dǎo)習(xí)題習(xí)題答案參考文獻(xiàn)索引外國(guó)人名譯名對(duì)照表SynOpsisCOntents作者簡(jiǎn)介

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