出版時間:2009-8 出版社:清華大學出版社 作者:(美)饒 著,李欣業(yè),張明路 編譯 頁數(shù):705
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前言
振動問題廣泛存在于人們的生活和生產(chǎn)活動中,對各類振動問題進行分析、控制和優(yōu)化,不但可以改善人們的生活環(huán)境,提高各類機械和結構的運行品質(zhì),并可延長使用壽命和提高生產(chǎn)率。同時,振動這種周期運動模式也是進一步研究各種復雜動力學行為和過程的基礎。結合各種機械的振動問題來講述機械和結構振動的基本理論與分析方法,可為廣大的工程技術人員提供必要的專業(yè)技術基礎。在國外,動力學已經(jīng)成為大多數(shù)工科專業(yè)本科生和研究生的必修課。美國邁阿密大學Singiresu s.Rao教授所著Mechanical、Vibrations一書的第4版,不僅詳盡地給出了線性振動問題的理論分析與處理方法這些傳統(tǒng)內(nèi)容,還分別介紹了非線性振動和隨機振動的分析方法。此外,還有兩章專門介紹振動控制與振動測量問題。本書的另外兩個顯著特色之一是大量豐富的來自工程實際的習題與設計性題目以及特別適合于中國讀者的思考題,包括簡述題、判斷題、選擇題、填空題和連線題;其次,本書特別加強了利用計算機(MATLAB軟件、C++和FOrtran語言)進行振動分析的內(nèi)容。這不僅使得本書的實用性更強,還可以提高讀者尤其是年輕讀者的興趣。所有這些特點決定了本書可以使讀者充分領略振動問題的機理和培養(yǎng)自己具備利用它們解決實際工程問題的能力。我相信本書中譯本的面市一定會使廣大讀者受益。
內(nèi)容概要
本書包括14章正文和6個附錄。不同層次的機械振動教學可以靈活地選擇這些內(nèi)容進行講授。如果此課程只為高年級或二年級的本科生安排一個學期,那么可以講授第1~5章、第6~8章和第10章的部分內(nèi)容以及第9章。本課程也可以側重于計算機應用從而以第11章代替第8章??晒┻x擇的方案還有,如果此課程為高年級安排講授一年的話,第12~14章也提供了足夠的內(nèi)容。如果對于此課程的學時安排較少,教師可根據(jù)學生的基礎和教學傾向選擇其中的一些題目講授。由于本書的講解通俗易懂,所以也可以作為培訓工程師的自學教材以及參考文獻和計算機程序的源文獻。
第1章以簡要地討論振動研究的歷史和重要性開頭,同時還介紹了振動分析中要用到的基本概念和術語。第2章介紹單自由度無阻尼平動和扭振系統(tǒng)的自由振動分析,還討論了黏性阻尼、庫侖阻尼和滯后阻尼的影響。第3章討論單自由度系統(tǒng)在簡諧激勵下的響應。第4章討論單自由度系統(tǒng)在一般力函數(shù)作用下的響應。在這一章里還討論了卷積積分、拉普拉斯變換以及數(shù)值方法的作用。此外,這一章還介紹了響應譜的概念。第5章介紹兩自由度系統(tǒng)的自由振動和受迫振動。在這一章里還討論了自激振動和系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。第6章介紹多自由度系統(tǒng)的振動分析,在理論上使用了矩陣分析方法。針對受迫振動問題的求解,詳細地給出了模態(tài)分析的全部過程。第7章介紹了求解離散系統(tǒng)固有頻率的幾種近似方法,包括鄧克萊(Dunkerley)法、瑞利(Rayleigh)法、霍爾茨(Holzer)法、雅可比(Jacobi)法和矩陣迭代法。第8章討論連續(xù)體的振動,包括弦的振動、桿的振動、軸的振動、梁的振動和薄膜的振動。此外,這一章也介紹了求解連續(xù)系統(tǒng)固有頻率的近似方法--瑞利(Rayleigh)法和瑞利-李茲(Rayleigh-Ritz)法。第9章討論如何進行振動控制,包括消振問題、隔振問題和吸振問題。這一章還討論了旋轉(zhuǎn)和往復運動機械的平衡問題以及軸的弓形回轉(zhuǎn)問題。第10章介紹振動測量儀器、激振器以及信號分析問題。第11章介紹求離散和連續(xù)系統(tǒng)動力學響應的幾種數(shù)值積分方法,包括中心差分法、龍格-庫塔法(Runge-Kutta)、侯伯特(Houbolt)法、威爾遜(Wilson)法、紐馬克(Newmark)法等。第12章以一維單元為例介紹有限單元方法。第13章介紹非線性振動問題如亞諧和超諧振動、極限環(huán)、時變參數(shù)系統(tǒng)和混沌問題的一般處理方法。第14章介紹線性系統(tǒng)的隨機振動問題。附錄A和附錄B分別介紹數(shù)學關系以及梁和板的變形。附錄C、附錄D和附錄E分別介紹矩陣及其運算、拉普拉斯變換對和單位制。最后,在附錄F中簡要介紹了MATLAB軟件。
作者簡介
作者:(美國)饒(singiresu S.Rao) 編譯:李欣業(yè) 張明路
書籍目錄
第1章 振動理論基礎
1.1 振動的基本概念
1.2 振動的分類
1.3 振動分析的一般步驟
1.4 彈簧元件
1.5 質(zhì)量或慣性元件
1.6 阻尼元件
1.7 簡諧運動
1.8 諧波分析
1.9 利用MATLAB求解的例子
1.10 C++程序
1.11 Fortran程序
1.12 振動方面的參考文獻
參考文獻
思考題
習題
設計題目
第2章 單自由度系統(tǒng)的自由振動
2.1 引言
2.2 無阻尼平動系統(tǒng)的自由振動
2.3 無阻尼扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的自由振動
2.4 運動的穩(wěn)定性條件
2.5 瑞利能量法
2.6 黏性阻尼系統(tǒng)的自由振動
2.7 庫侖阻尼系統(tǒng)的自由振動
2.8 滯后阻尼系統(tǒng)的自由振動
2.9 利用MATLAB求解的例子
2.10 C++程序
2.11 Fortran程序
參考文獻
思考題
習題
設計題目
第3章 單自由度系統(tǒng)在簡諧激勵下的振動
第4章 單自由度系統(tǒng)在一般激勵下的振動
第5章 二自由度系統(tǒng)的振動
第6章 多自由度系統(tǒng)
第7章 多自由度系統(tǒng)固有頻率與振型的近似計算方法
第8章 連續(xù)系統(tǒng)的振動
第9章 振動控制
第10章 振動測量與應用
第11章 非線性振動
第12章 隨機振動
附錄A 拉普拉斯變換對
參考文獻
附錄B 單位
參考文獻
附錄C 部分習題答案
章節(jié)摘錄
插圖:第1章 振動理論基礎1.3 振動分析的一般步驟一個振動系統(tǒng)本質(zhì)上是一個動力系統(tǒng),這是由于其變量如所受到的激勵(輸入)和響應(輸出)都是隨時間變化的。一個振動系統(tǒng)的響應一般來說是依賴于初始條件和外激勵的。大多數(shù)實際振動系統(tǒng)都十分復雜,因而在進行數(shù)學分析時把所有的細節(jié)都考慮進來是不可能的。為了預測在指定輸入下振動系統(tǒng)的行為,通常只是考慮系統(tǒng)那些最重要的特性。也會經(jīng)常遇到這樣的情況,即對于一個復雜的物理系統(tǒng),即使采用一個比較簡單的模型也能夠大體了解其行為。對一個振動系統(tǒng)進行分析通常包括以下步驟。步驟1 建立數(shù)學模型建立數(shù)學模型的目的是揭示系統(tǒng)的全部重要特性,從而得到描述系統(tǒng)動力學行為的控制方程。一個系統(tǒng)的數(shù)學模型應該包括足夠多的細節(jié),能夠用方程描述系統(tǒng)的行為但又不致使其過于復雜。根據(jù)基本元件行為的屬性,一個振動系統(tǒng)的數(shù)學模型可以是線性的,也可以是非線性的。線性模型處理簡單、容易求解。但非線性模型有時能夠揭示線性模型不能夠預測到的某些系統(tǒng)特性。所以需要對實際系統(tǒng)做大量的工程判斷以得到振動系統(tǒng)比較合理的模型。
編輯推薦
美國邁阿密大學Singiresu S.Rao教授的力作《機械振動(第4版)》,不僅詳盡地給出了線性振動部分的理論分析與近似分析方法,包括單自由度、兩自由度、多自由度、尢限自由度即連續(xù)系統(tǒng)的振動分析方法,還分別介紹了非線性振動和隨機振動的分析方法。非線性振動和隨機振動在工程實際中也是廣泛存在的,所以對于初學者來說同樣是不可或缺的。書中所提供的大量實例和圖片對于初學者來說十分有益,這不僅有利于對基本概念的理解,更有助干培養(yǎng)他們對災際問題的抽象和簡化能力。作者在每一章的最后都提供了利用MATLAB、C++語言和Fortran語言求解的算例,充分體現(xiàn)了傳統(tǒng)的振動分析方法與現(xiàn)代計算機技術的完美結合。書中提供的30多個設計型題口會讓讀者初步體會到解決實際工程問題的樂趣?!稒C械振動(第4版)》可供機械工程、交通運輸工程、車輛工程、工程力學、航空航天工程等專業(yè)的本科生或研究生使用,也可供相關專業(yè)的工程技術人員參考。
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