出版時(shí)間:2006-11 出版社:高等教育出版社(藍(lán)色暢想) 作者:R.克拉夫 頁數(shù):581 譯者:王光遠(yuǎn)
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前言
自從本書第一版1975年出版至今,“結(jié)構(gòu)動力學(xué)”領(lǐng)域已經(jīng)有了重大的發(fā)展。本書第二版中只包含了那些被認(rèn)為最具有實(shí)用價(jià)值的內(nèi)容,而不可能全面地論述所有這些發(fā)展?! ”緯鴥?nèi)容的總體安排與第一版保持一致,論述順序仍然是從單自由度體系到多自由度離散參數(shù)體系,然后再到無限自由度連續(xù)體系。由于仍然保留了作為結(jié)構(gòu)靜力分析基礎(chǔ)的力的平衡概念,所以有經(jīng)驗(yàn)的工程師可以很容易地從靜力分析過渡到動力分析。因此,學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)動力學(xué)的學(xué)生必須具有包括矩陣方法在內(nèi)的結(jié)構(gòu)靜力學(xué)理論的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),在這里我們假設(shè)本書的讀者已具有這樣的準(zhǔn)備?! 〉冖瘛ⅱ?、Ⅲ篇中所涉及的理論本質(zhì)上是確定性的,因?yàn)檫@些理論采用的都是可以精確描述的動力荷載,盡管它們相對于時(shí)間可能是極其不規(guī)則的并且是瞬態(tài)的.但是,第Ⅳ篇中對于隨機(jī)振動的處理在形式上則是統(tǒng)計(jì)(或隨機(jī))的,因?yàn)樗紤]的荷載只能用統(tǒng)計(jì)方法來描述其特性。因此,對概率論具有基本的了解是學(xué)習(xí)這一部分的前提條件。在開始學(xué)習(xí)這一部分之前,建議學(xué)生選修全部概率論的課程。不過,如果沒有學(xué)過相關(guān)課程,則第20章對概率概念的簡要介紹可以為讀者提供最基本的準(zhǔn)備。 由于在彈性抗力之外附加了慣性力和阻尼力,且所有這些量都是與時(shí)間相關(guān)的,因此典型的結(jié)構(gòu)動力學(xué)問題的求解要比對應(yīng)的靜力問題復(fù)雜得多。對于大多數(shù)實(shí)際情況,通常只能通過運(yùn)用高速數(shù)字計(jì)算機(jī)求解,計(jì)算機(jī)已成為結(jié)構(gòu)動力學(xué)工程師的標(biāo)準(zhǔn)工具。不過,為了講授動力學(xué)的基本原理,本書中的大多數(shù)問題在形式上都是相當(dāng)簡單的,可以采用便攜計(jì)算器獲得這些問題的解答。然而,學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)動力學(xué)的學(xué)生仍然應(yīng)該預(yù)先學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程技術(shù)以及相關(guān)的分析方法。有了這個(gè)基礎(chǔ),就能夠較快地從用手算的動力問題解法轉(zhuǎn)變到使用為此目的開發(fā)的特定專門程序,用PC計(jì)算機(jī)求解。由加利福尼亞大學(xué)伯克利分校ELwilsion教授開發(fā)的CAL-91程序就是這類程序,這個(gè)程序已經(jīng)被非常有效地應(yīng)用于教學(xué)過程中,甚至應(yīng)用于結(jié)構(gòu)動力學(xué)的初級課程。我們鼓勵(lì)使用本書的教師將此類個(gè)人計(jì)算機(jī)程序應(yīng)用于他們的課程教學(xué)中,以便能夠考慮更多實(shí)際問題。
內(nèi)容概要
本書是美國加利福尼亞大學(xué)(伯克利分校)研究生結(jié)構(gòu)動力學(xué)課程的基本教材之一,主要介紹結(jié)構(gòu)動力學(xué)基本理論和抗震結(jié)構(gòu)計(jì)算理論,其主要特點(diǎn)是內(nèi)容新穎。中文第一版所涉及的快速傅里葉分解的頻域分析概念,適用于計(jì)算機(jī)的各種新分析方法,粘滯阻尼理論的最新的計(jì)算技巧,非線性結(jié)構(gòu)動力分析的方法,隨機(jī)振動理論及它們在抗震結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用等,都是當(dāng)時(shí)的最新成果。由于本書著重于基本原理、方法的闡述,雖然作者也舉了許多例題,但相對來說理論性較強(qiáng),對相關(guān)基礎(chǔ)不是太好的初學(xué)者,可能覺得稍微難懂一些。但是,如果借助教師之力一旦入門之后,定會覺得從本書獲益良多。 時(shí)隔十多年后,兩位教授在第一版的基礎(chǔ)上與時(shí)俱進(jìn)地做了很大幅度的修改。在上述主要特點(diǎn)的諸多方面都引入了許多新的成熟的研究成果。例如,對一般荷載的逐步法,動力反應(yīng)分析——疊加法,動力自由度的選擇,多自由度體系動力反應(yīng)分析——逐步法,無限自由度中的波傳播,地震工程篇等引入了近年最具有實(shí)用價(jià)值的研究成果,使內(nèi)容更具先進(jìn)性。 本教材雖主要是為土木工程研究生編寫的,但其結(jié)構(gòu)動力學(xué)基本原理、基本方法同樣適用于航空工程、船舶工程、汽車工程和一切承受動力荷載的結(jié)構(gòu)體系的領(lǐng)域。自從本書中文第一版問世至今,各高等學(xué)校和研究單位幾乎都以本書作為研究生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)動力學(xué)的基本教材,教師們也積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),相信經(jīng)作者修訂后的第二版,一定能為學(xué)生從事動力學(xué)方面的課題研究打下更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本書可供土木工程、航空工程、船舶工程、汽車工程等方面從事結(jié)構(gòu)振動工作的研究生、大學(xué)教師、工程技術(shù)人員和科學(xué)研究工作者學(xué)習(xí)使用。
作者簡介
R.克拉夫,加利福尼亞大學(xué)伯克利分校結(jié)構(gòu)工程名譽(yù)退休教授,在麻省理工學(xué)院獲得博士學(xué)位。
克拉夫博士是計(jì)算結(jié)構(gòu)力學(xué)、地震工程及結(jié)構(gòu)動力試驗(yàn)領(lǐng)域的一位先驅(qū)者。
1960年,他創(chuàng)造了術(shù)語“有限元方法”,他對于該方法的開創(chuàng)性的工作可追溯到1953年指導(dǎo)工程師們在波音飛機(jī)方面的研究。
他是一位較旱認(rèn)識到功能日益強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)對處理大規(guī)模工程分析具有潛力的預(yù)富家。
1974-1977年,他曾擔(dān)任加利福尼亞大學(xué)伯克利分校地震工程研究中心主任。
克拉夫博士是美國工程院和科學(xué)院的院士,1994年他獲得了美國總統(tǒng)授予的科學(xué)勛章。
書籍目錄
第1章 結(jié)構(gòu)動力學(xué)概述第Ⅰ篇 單自由度體系 第2章 自由振動分析 第3章 諧振荷載反應(yīng) 第4章 對周期性荷載的反應(yīng) 第5章 對沖擊荷載的反應(yīng) 第6章 對一般動力荷載的反應(yīng)——疊加法 第7章 對一般動力荷載的反應(yīng)——逐步法 第8章 廣義單自由度體系第Ⅱ篇 多自由度體系 第9章 多自由度運(yùn)動方程的建立 第10章 結(jié)構(gòu)特性矩陣的計(jì)算 第11章 無阻尼自由振動 第12章 動力反應(yīng)分析——疊加法 第13章 振動分析的矩陣迭代法 第14章 動力自由度的選擇 第15章 多自由度體系動力反應(yīng)分析——逐步法 第16章 運(yùn)動方程的變分形式第Ⅲ篇 分布參數(shù)體系 第17章 運(yùn)動的偏微分方程 第18章 無阻尼自由振動分析 第19章 動力反應(yīng)分析第Ⅳ篇 隨機(jī)振動 第20章 概率論 第21章 隨機(jī)過程 第22章 線性單自由度體系的隨機(jī)反應(yīng) 第23章 線性多自由度體系的隨機(jī)反應(yīng)第V篇 地震工程 第24章 地震學(xué)基礎(chǔ) 第25章 自由場表面的地面運(yùn)動 第26章 確定性地震反應(yīng):在剛性基礎(chǔ)上的體系 第27章 確定性地震反應(yīng):包括土—結(jié)構(gòu)相互作用 第28章 隨機(jī)結(jié)構(gòu)反應(yīng)英漢名詞對照表譯者后記單位轉(zhuǎn)換表
章節(jié)摘錄
本書的主要目的是:介紹任何給定類型的結(jié)構(gòu)在承受任意動力荷載時(shí)應(yīng)力和變位的分析方法。從某種意義上講,可以認(rèn)為此目的是要把通常僅適用于靜荷載的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)分析方法加以推廣,使之也可以適用于動力荷載。此時(shí),靜荷載可以看作僅僅是動力荷載的一種特殊形式。然而,在線性結(jié)構(gòu)分析中,更為方便的是把荷載中的靜力和動力成分區(qū)分開來,分別計(jì)算每種荷載成分的反應(yīng),然后將兩種反應(yīng)結(jié)果疊加,即可得到總反應(yīng)。當(dāng)這樣處理時(shí),靜力和動力分析方法在性質(zhì)上是根本不同的?! 榱松鲜瞿康模?ldquo;動力的”或“動力學(xué)的、動的”這個(gè)詞匯可簡單地理解為隨時(shí)間改變的;這樣,動力荷載就是大小、方向和作用點(diǎn)隨時(shí)間變化的任意荷載①。同樣,動力荷載下的結(jié)構(gòu)反應(yīng),也即所產(chǎn)生的應(yīng)力和撓度,也是隨時(shí)間變化的或“動的”?! ∮?jì)算動力荷載下的結(jié)構(gòu)反應(yīng),有兩類性質(zhì)不同的方法:確定性的和非確定性的。在任何給定的情況下,究竟應(yīng)該選擇哪種方法,這將取決于荷載是如何規(guī)定的。如果荷載隨時(shí)間的變化規(guī)律是完全已知的,即使它可能有強(qiáng)振蕩或不規(guī)則的特性,仍將歸諸于非隨機(jī)動力荷載;任何特定的結(jié)構(gòu)體系在非隨機(jī)動力荷載下的反應(yīng)分析定義為確定性分析。另一種情況,荷載隨時(shí)間的變化規(guī)律不是完全已知的,但可以從統(tǒng)計(jì)方面進(jìn)行定義,這種荷載則稱為隨機(jī)動力荷載,與其對應(yīng)的反應(yīng)分析稱為非確定性分析。本書的重點(diǎn)放在確定性動力分析方法的敘述上,但第Ⅳ篇?jiǎng)t用來介紹非確定性分析方法。此外,在討論地震工程領(lǐng)域結(jié)構(gòu)動力學(xué)方法應(yīng)用的第V篇,還有一章敘述非確定性的地震反應(yīng)分析。
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