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《机械振动第2版》适用于机械工程研究生和高年级本科生的教学和学习,课堂讨论的案例和详细的习题解答有二维码资源,可以扫描下载。本教材由浅入深、理论严谨、结构合理、体例统一、文字精练,易于理解,数学概念与物理现象相协调,并且理论联系实际,具有很宽的适应性,便于学生更好地理解和掌握所学内容。
內容簡介:
《机械振动第2版》深入阐明了各种振动现象的物理机理以及分析振动问题的数学方法,主要介绍了机械振动力学的基本理论和方法,内容丰富,概念清晰,阐述详尽,系统性强。主要内容有:单自由度系统的振动、两自由度系统的振动、多自由度系统的振动,连续系统的振动。并介绍了求解特征值问题和系统响应的近似方法及数值计算方法。简要叙述了非线性振动和随机振动的基本概念和理论。
關於作者:
工学博士,教授,博士生导师,长江学者特聘教授,国务院学位委员会学科评议组机械工程学科成员,国家自然科学基金委员会机械学科评审组专家,长江学者和创新团队发展计划创新团队带头人,享受国务院政府特殊津贴人员,全国优秀科技工作者,全国机械工业科技创新领军人才,中国机械工业青年科技专家,国家安全重大基础研究项目专家组专家,教育部高等学校骨干教师,通用汽车中国高校汽车领域创新人才,亚洲-太平洋地区振动会议国际指导委员会委员,中国机械工程学会理事会理事,中国振动工程学会理事会理事,辽宁省振动工程学会理事会理事长,ASME会员,沈阳市机械工程学会副理事长,中共沈阳市委、沈阳市人民政府第三届决策咨询委员会委员,a Member of Editorial Board of Chinese Journal of Mechanical Engineering CJME,《机械设计与制造》主编,《振动、测试与诊断》副主编,《机械工程学报》、《振动工程学报》、《中国机械工程》、《工程设计学报》等期刊杂志编委会编委等职,兼任多所大学的兼职教授。
目錄 :
第1章绪论1
1.1机械振动1
1.2振动系统模型2
1. 离散系统与连续系统2
2. 常参数系统与变参数系统2
3. 线性系统与非线性系统3
4. 确定系统与随机系统3
1.3激励与响应3
1.4振动的分类4
1.5振动问题及其解决方法4
1. 振动问题4
2. 解决振动问题的方法5
1.6自由度5
1.7单位6
第2章单自由度系统的自由振动7
2.1简谐振动7
2.2能量法12
2.3瑞利法14
2.4等效刚度系数16
2.5有阻尼系统的自由振动18
2.6课堂讨论23
习题24
第3章单自由度系统的强迫振动28
3.1对简谐激励的响应28
3.2复频率响应33
3.3隔振36
3.4振动测量仪器373.5简谐力与阻尼力的功39
3.6等效黏性阻尼40
3.7系统对周期激励的响应傅里叶级数41
3.8系统对任意激励的响应卷积积分45
1. 脉冲响应45
2. 卷积积分47
3. 单位阶跃响应50
3.9系统对任意激励的响应傅里叶积分52
3.10用拉普拉斯变换法求系统响应传递函数55
3.11复频率响应与脉冲响应之间的关系58
3.12课堂讨论59
习题60
〖1〗机械振动第2版目录〖2〗第4章两自由度系统的振动63
4.1自由振动63
4.2静力耦合和动力耦合69
4.3任意初始条件的自由振动71
4.4简谐激励的强迫振动75
4.5动力减振器78
1. 无阻尼动力减振器78
2. 有阻尼动力减振器79
4.6课堂讨论83
习题84
第5章多自由度系统的振动88
5.1多自由度系统运动微分方程88
5.2无阻尼自由振动特征值问题92
5.3振型向量模态向量的正交性展开定理96
1. 固有振型的正交性96
2. 具有重特征值的系统98
3. 模态矩阵100
4. 展开定理101
5.4半正定系统102
5.5系统对初始条件的响应振型叠加法106
5.6影响系数109
1. 柔度影响系数或柔度系数109
2. 刚度影响系数或刚度系数110
3. 刚度系数和柔度系数的关系110
5.7矩阵迭代法114
5.8瑞利商118
5.9无阻尼系统对任意激励的响应振型叠加法120
5.10多自由度系统的阻尼123
5.11有阻尼系统对任意激励的响应振型叠加法125
1. 简谐激励125
2. 周期激励126
3. 任意激励127
5.12课堂讨论128
习题129
第6章连续系统的振动133
6.1弦的横向振动133
6.2杆的纵向振动138
6.3轴的扭转振动144
6.4梁的弯曲振动148
6.5振型函数的正交性158
6.6连续系统的响应振型叠加法160
6.7瑞利商165
6.8瑞利里兹法168
6.9假定振型法175
6.10课堂讨论178
习题179
第7章振动的仿真184
7.1中心差分法184
7.2侯博特法186
7.3威尔逊法187
7.4纽马克法189
7.5算例190
习题198
第8章非线性振动简介199
8.1非线性振动系统的分类及实例201
1. 非线性弹性力201
2. 非线性阻尼力204
8.2非线性振动的稳定性206
1. 相平面、相轨迹、奇点206
2. 平衡的稳定性207
8.3自激振动极限环214
1. 自激振动214
2. 自激振动的特征216
3. 极限环216
8.4基本的摄动方法218
8.5林斯泰特庞加莱法221
8.6KBM法225
8.7强迫振动229
8.8次谐波响应与组合谐波响应234
第9章随机振动简介238
9.1随机过程的统计特性238
1. 平稳过程和遍历过程238
2. 概率密度函数240
3. 相关函数243
4. 功率谱密度函数244
5. 窄带过程、宽带过程和理想白噪声246
9.2随机振动的实例247
1. 在凹凸道路上行驶的车辆247
2. 在风浪中横摇的船舶248
3. 地震载荷作用下的建筑物249
4. 风载荷作用下的结构物250
5. 喷气噪声引起的随机振动250
9.3线性系统对单个随机激励的响应251
1. 单自由度线性系统对单个随机激励的响应251
2. 多自由度线性系统对单个随机激励的响应256
9.4线性系统对多个随机激励的响应257
1. 脉冲响应矩阵和幅频响应矩阵257
2. 响应的统计特性260
3. 离散系统随机响应的模态分析法262
9.5连续系统的随机响应264
9.6非线性系统的随机响应267
9.7随机结构系统的非线性随机振动270
1. 随机场271
2. 随机场的相关结构271
3. 随机场的离散化272
4. 随机结构系统的非线性随机振动分析273
参考文献277
內容試閱 :
振动理论是现代许多科学技术领域的基础理论。现代工业对工程质量、产品精度及可靠性都提出了越来越高的要求,研究和解决工业工程中出现的各种振动问题已成为一项急迫的任务。在设计研制中,不仅要考虑静力效应,而且还要考虑动力效应。这样,振动理论也就必将成为广大科技人员必备的基础知识。机械振动课程对培养新时代的科技人才有着重要的作用和意义。
本教材符合机械工程研究生培养方案和教学大纲的要求,适用于机械工程研究生和高年级本科生的教学和学习。本教材由浅入深、理论严谨、结构合理、体例统一、文字精练,易于理解,数学概念与物理现象相协调,并且理论联系实际,具有广泛的适应性,便于学生更好地理解和掌握所学内容。本教材系统地介绍了工程实际中振动分析所需要的必备知识,详细阐述了振动理论的基本方法,在深入阐明各种振动现象的物理机理和数学分析的同时,也注意到了振动理论在机械和汽车等领域内的应用。全书共分9章,分别讨论了单自由度、多自由度、连续系统的特征值问题,及在各种类型激励作用下的稳态和瞬态响应分析,并介绍了振动分析的数值方法、非线性振动的定性和定量分析方法以及随机振动的基本知识。
本教材除了注重理论的系统性和完整性以外,还特别注意工程应用,力图把科研中的体会融入教学之中。本教材的主要特色为:
第一,本教材内容既系统又简明,既重视理论又强调实际,包括了现代振动工程中的基本精确与近似方法,便于有关工程技术人员阅读和作为工科院校研究生教材。
第二,本教材介绍了实用有效的数值分析方法,便于解决实际工程中的振动分析问题,这样会使学生学完之后,就可以将所学应用于解决一些实际问题。
第三,本教材包含工程实际中的多种机械和汽车模型的实例,便于培养出理论与实际相结合、把所学理论应用于实际以解决工程问题的科技人才。本教材的部分习题同样富有实用价值。
第四,本教材列举了具有工程实际背景的讨论题,并给出相应的解答,以便学生更好地理解和掌握所学内容。
读者只需具备高等数学、工程数学、理论力学与材料力学的基础知识,就可以学习本教材。本教材可作为高等理工科院校机械工程研究生和高年级本科生的教学用书,也可作为有关科技人员的参考用书。
在本书撰写过程中,作者参考了一些国内外资料,限于篇幅,在参考文献目录中只列出其中的一部分。在此,谨向原作者、编者表示衷心感谢。
本书为全国工程专业学位研究生教育国家级规划教材。在编著过程中,得到了清华大学出版社大力支持,在本书第1版出版以后,清华大学、上海交通大学、华中科技大学、中国科学技术大学、同济大学、北京理工大学、山东大学、武汉大学、大连理工大学、北京师范大学、西北工业大学、电子科技大学、东北大学、北京科技大学、南京理工大学、北京工业大学、燕山大学、杭州电子科技大学、安徽大学、湖南科技大学、河南理工大学、沈阳工业大学、长春工业大学、河北科技大学、河北工程大学、重庆理工大学、扬州大学、昆明理工大学、北京联合大学、宁波大学等多所高等院校和研究院所采用本书作为机械振动课程教材,在此一并表示谢意。
限于水平,书中缺漏和不当之处在所难免,敬请读者不吝批评指正。
张义民2017年12月于西子湖畔