出版時(shí)間:2009-8 出版社:清華大學(xué)出版社 作者:(美)饒 著,李欣業(yè),張明路 編譯 頁(yè)數(shù):705
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前言
振動(dòng)問(wèn)題廣泛存在于人們的生活和生產(chǎn)活動(dòng)中,對(duì)各類振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)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(jī)械和結(jié)構(gòu)的運(yùn)行品質(zhì),并可延長(zhǎng)使用壽命和提高生產(chǎn)率。同時(shí),振動(dòng)這種周期運(yùn)動(dòng)模式也是進(jìn)一步研究各種復(fù)雜動(dòng)力學(xué)行為和過(guò)程的基礎(chǔ)。結(jié)合各種機(jī)械的振動(dòng)問(wèn)題來(lái)講述機(jī)械和結(jié)構(gòu)振動(dòng)的基本理論與分析方法,可為廣大的工程技術(shù)人員提供必要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)。在國(guó)外,動(dòng)力學(xué)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(guó)邁阿密大學(xué)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(dòng)問(wèn)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(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)的分析方法。此外,還有兩章專門介紹振動(dòng)控制與振動(dòng)測(cè)量問(wèn)題。本書的另外兩個(gè)顯著特色之一是大量豐富的來(lái)自工程實(shí)際的習(xí)題與設(shè)計(jì)性題目以及特別適合于中國(guó)讀者的思考題,包括簡(jiǎn)述題、判斷題、選擇題、填空題和連線題;其次,本書特別加強(qiáng)了利用計(jì)算機(jī)(MATLAB軟件、C++和FOrtran語(yǔ)言)進(jìn)行振動(dòng)分析的內(nèi)容。這不僅使得本書的實(shí)用性更強(qiáng),還可以提高讀者尤其是年輕讀者的興趣。所有這些特點(diǎn)決定了本書可以使讀者充分領(lǐng)略振動(dòng)問(wèn)題的機(jī)理和培養(yǎng)自己具備利用它們解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。我相信本書中譯本的面市一定會(huì)使廣大讀者受益。
內(nèi)容概要
本書包括14章正文和6個(gè)附錄。不同層次的機(jī)械振動(dòng)教學(xué)可以靈活地選擇這些內(nèi)容進(jìn)行講授。如果此課程只為高年級(jí)或二年級(jí)的本科生安排一個(gè)學(xué)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(cè)重于計(jì)算機(jī)應(yīng)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(jí)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(duì)于此課程的學(xué)時(shí)安排較少,教師可根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)和教學(xué)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(xùn)工程師的自學(xué)教材以及參考文獻(xiàn)和計(jì)算機(jī)程序的源文獻(xiàn)。
第1章以簡(jiǎn)要地討論振動(dòng)研究的歷史和重要性開頭,同時(shí)還介紹了振動(dòng)分析中要用到的基本概念和術(shù)語(yǔ)。第2章介紹單自由度無(wú)阻尼平動(dòng)和扭振系統(tǒng)的自由振動(dòng)分析,還討論了黏性阻尼、庫(kù)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(jiǎn)諧激勵(lì)下的響應(yīng)。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(yīng)。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(yīng)譜的概念。第5章介紹兩自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)和受迫振動(dòng)。在這一章里還討論了自激振動(dòng)和系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題。第6章介紹多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)分析,在理論上使用了矩陣分析方法。針對(duì)受迫振動(dòng)問(wèn)題的求解,詳細(xì)地給出了模態(tài)分析的全部過(guò)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(dòng),包括弦的振動(dòng)、桿的振動(dòng)、軸的振動(dòng)、梁的振動(dòng)和薄膜的振動(dòng)。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(jìn)行振動(dòng)控制,包括消振問(wèn)題、隔振問(wèn)題和吸振問(wèn)題。這一章還討論了旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械的平衡問(wèn)題以及軸的弓形回轉(zhuǎn)問(wèn)題。第10章介紹振動(dòng)測(cè)量?jī)x器、激振器以及信號(hào)分析問(wèn)題。第11章介紹求離散和連續(xù)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的幾種數(shù)值積分方法,包括中心差分法、龍格-庫(kù)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(dòng)問(wèn)題如亞諧和超諧振動(dòng)、極限環(huán)、時(shí)變參數(shù)系統(tǒng)和混沌問(wèn)題的一般處理方法。第14章介紹線性系統(tǒng)的隨機(jī)振動(dòng)問(wèn)題。附錄A和附錄B分別介紹數(shù)學(xué)關(guān)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(yùn)算、拉普拉斯變換對(duì)和單位制。最后,在附錄F中簡(jiǎn)要介紹了MATLAB軟件。
作者簡(jiǎn)介
作者:(美國(guó))饒(singiresu S.Rao) 編譯:李欣業(yè) 張明路
書籍目錄
第1章 振動(dòng)理論基礎(chǔ)
1.1 振動(dòng)的基本概念
1.2 振動(dòng)的分類
1.3 振動(dòng)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
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(dòng)方面的參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)
思考題
習(xí)題
設(shè)計(jì)題目
第2章 單自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)
2.1 引言
2.2 無(wú)阻尼平動(dòng)系統(tǒng)的自由振動(dòng)
2.3 無(wú)阻尼扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的自由振動(dòng)
2.4 運(yùn)動(dòng)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(dòng)
2.7 庫(kù)侖阻尼系統(tǒng)的自由振動(dòng)
2.8 滯后阻尼系統(tǒng)的自由振動(dòng)
2.9 利用MATLAB求解的例子
2.10 C++程序
2.11 Fortran程序
參考文獻(xiàn)
思考題
習(xí)題
設(shè)計(jì)題目
第3章 單自由度系統(tǒng)在簡(jiǎn)諧激勵(lì)下的振動(dòng)
第4章 單自由度系統(tǒng)在一般激勵(lì)下的振動(dòng)
第5章 二自由度系統(tǒng)的振動(dòng)
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(jì)算方法
第8章 連續(xù)系統(tǒng)的振動(dòng)
第9章 振動(dòng)控制
第10章 振動(dòng)測(cè)量與應(yīng)用
第11章 非線性振動(dòng)
第12章 隨機(jī)振動(dòng)
附錄A 拉普拉斯變換對(duì)
參考文獻(xiàn)
附錄B 單位
參考文獻(xiàn)
附錄C 部分習(xí)題答案
章節(jié)摘錄
插圖:第1章 振動(dòng)理論基礎(chǔ)1.3 振動(dòng)分析的一般步驟一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)本質(zhì)上是一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng),這是由于其變量如所受到的激勵(lì)(輸入)和響應(yīng)(輸出)都是隨時(shí)間變化的。一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)一般來(lái)說(shuō)是依賴于初始條件和外激勵(lì)的。大多數(shù)實(shí)際振動(dòng)系統(tǒng)都十分復(fù)雜,因而在進(jìn)行數(shù)學(xué)分析時(shí)把所有的細(xì)節(jié)都考慮進(jìn)來(lái)是不可能的。為了預(yù)測(cè)在指定輸入下振動(dòng)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(huì)經(jīng)常遇到這樣的情況,即對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的物理系統(tǒng),即使采用一個(gè)比較簡(jiǎn)單的模型也能夠大體了解其行為。對(duì)一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析通常包括以下步驟。步驟1 建立數(shù)學(xué)模型建立數(shù)學(xué)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(dòng)力學(xué)行為的控制方程。一個(gè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型應(yīng)該包括足夠多的細(xì)節(jié),能夠用方程描述系統(tǒng)的行為但又不致使其過(guò)于復(fù)雜。根據(jù)基本元件行為的屬性,一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型可以是線性的,也可以是非線性的。線性模型處理簡(jiǎn)單、容易求解。但非線性模型有時(shí)能夠揭示線性模型不能夠預(yù)測(cè)到的某些系統(tǒng)特性。所以需要對(duì)實(shí)際系統(tǒng)做大量的工程判斷以得到振動(dòng)系統(tǒng)比較合理的模型。
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美國(guó)邁阿密大學(xué)Singiresu S.Rao教授的力作《機(jī)械振動(dòng)(第4版)》,不僅詳盡地給出了線性振動(dòng)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(dòng)分析方法,還分別介紹了非線性振動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)的分析方法。非線性振動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)在工程實(shí)際中也是廣泛存在的,所以對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)同樣是不可或缺的。書中所提供的大量實(shí)例和圖片對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)十分有益,這不僅有利于對(duì)基本概念的理解,更有助干培養(yǎng)他們對(duì)災(zāi)際問(wèn)題的抽象和簡(jiǎn)化能力。作者在每一章的最后都提供了利用MATLAB、C++語(yǔ)言和Fortran語(yǔ)言求解的算例,充分體現(xiàn)了傳統(tǒng)的振動(dòng)分析方法與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的完美結(jié)合。書中提供的30多個(gè)設(shè)計(jì)型題口會(huì)讓讀者初步體會(huì)到解決實(shí)際工程問(wèn)題的樂(lè)趣?!稒C(jī)械振動(dòng)(第4版)》可供機(jī)械工程、交通運(yùn)輸工程、車輛工程、工程力學(xué)、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(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。
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