具体描述
本书是作者总结自己近10多年的科研成果，并在参考了大量国内外近
期文献基础上写成的，是一本难得的关于机械结构动态设计方法及应用的
专著。本书共11章，分别是绪论、机械结构振动系统模型描述、机械结构
的模态参数识别与分析、机械结合部动力学参数的识别、结构振动系统阻尼
矩阵的估计、机械结构建模与分析的动态子结构方法、设计参数型有限元模
型修正及其结构动态设计、特征值逆问题方法及其结构动态设计、基于结构
修改与修改结构重分析的结构动态设计、基于人工神经网络的结构动态设
计、机械结构动态设计的能量平衡法与优化准则法。
本书的特点是：深入浅出，系统性强，理论与实际结合。
本书可供机械设计领域的工程技术人员、科研人员使用，亦可用作高等
院校高年级学生、研究生的专业教材。
作者简介
目录信息
序言
前言
第一章 绪论
第一节 机械结构动态设计的意义
第二节 机械结构动态设计的主要内容与技术关键
第三节 国内外研究现状
第四节 本书的结构
第二章 机械结构振动系统模型描述
第一节 引言
一、数学模型
二、理论建模和试验建模
第二节 描述振动系统的方法
一、分布参数振动系统
二、离散振动系统
三、随机系统
第三节 离散振动系统的物理坐标描述
一、构造空间法
二、状态空间法
三、能控性和能观性
四、标准型状态方程
五、标准型状态方程与离散振动系统模态参数的关系
第四节 离散振动系统模态坐标描述
一、实模态坐标描述法
二、粘性比例阻尼系统
三、结构比例阻尼系统
四、复模态坐标描述法
第五节 离散振动系统的其他模型描述
一、非参数模型
二、振动系统的人工神经网络模型
第六节 机械结构振动系统的建模
一、各种模型在动态设计中的作用
二、系统建模与动态设计的主要任务
三、建模方法
第七节 本章小结
参考文献
第三章 机械结构的模态参数识别与分析
第一节 引言
第二节 模态参数识别的频域方法
一、分量分析法
二、导纳圆辨识方法
三、正交多项式曲线拟合法
四、非线性优化识别方法
第三节 模态参数的时域识别
一、Ibrahim时域法（ITD法）
二、随机减量时域法
第四节 基于实验模态分析的结构动态设计
一、基本原理
二、机床结构的模态分析与改进设计
三、皮革机械结构的模态分析与改进设计
四、升高片疲劳断裂原因分析与改进设计
第五节 本章小结
参考文献
第四章 机械结合部动力学参数的识别
第一节 引言
第二节 基于实测传递函数的结构支承部动态参数识别
一、支承部动态参数与传递函数的关系
二、有限元模型与实测传递函数相结合的识别方法
三、基于实测传递函数的识别方法
四、识别方法的讨论
五、实例验证
第三节 基于实测传递函数的一般结合部动态参数识别
一、一个广义的结合部动态参数识别公式
二、广义识别公式的讨论
三、结合部动态参数的识别算法
四、实例验证
第四节 基于实验模态参数的结合部动态参数识别
一、基本识别公式
二、识别算法
三、方法的验证
第五节 本章小结
参考文献
第五章 结构振动系统阻尼矩阵的估计
第一节 引言
第二节 比例阻尼矩阵的估计
第三节 非比例阻尼矩阵的描述
一、非比例阻尼矩阵的多项式表达
二、非比例阻尼矩阵表达式的简化
三、阻尼近似表达的精度
四、阻尼近似表达式的物理意义
第四节 非比例阻尼矩阵的估计
一、估计算法
二、实例验证
第五节 本章小结
参考文献
第六章 机械结构建模与分析的动态子结构方法
第一节 引言
一、动态子结构方法
二、子结构方法的优点
三、子结构方法的分类
四、子结构方法的发展概况
第二节 固定界面模态综合法
一、方法及步骤
二 计算程序框图
三、自由度减缩
第三节 自由界面模态综合法
一、基本方法及步骤
二、MacNeal改进方法（一阶方法）
三、Rubin改进方法（二阶方法）
第四节 复模态综合法
一、固定界面复模态综合法
二、自由界面复模态综合法
第五节 组合结构系统分析法
一、多自由度系统的机械阻抗与导纳
二、机械阻抗子结构方法
三、机械导纳子结构方法
四、主系统和子系统组合的结构
第六节 本章小结
参考文献
第七章 设计参数型有限元模型修正及其
结构动态设计
第一节 引言
第二节 有限元模型局部修正原理
一、设计参数的基本修改公式
二、目标振型的扩充
三、设计参数修正量求解的迭代算法
第三节 复模态情况的有限元模型修正
第四节 数值算例
第五节 基于设计参数型有限元模型修正的结构动态设计
一、基本原理
二、优化算法
三、结构动态优化设计实例
第六节 本章小结
参考文献
第八章 特征值逆问题方法及其结构动态设计
第一节 引言
第二节 多自由度振动系统的特征值逆问题
一、简单弹簧―质量系统的特征值逆问题
二、多自由度离散系统的特征值逆问题
第三节 结构参数辨识中的微分方程反问题
一、微分方程反问题的提法
二、数值反演算法
第四节 板杆结构有限元特征值逆问题
一、问题的提出
二、逆特征方程
三、算法与算例
第五节 梁系结构有限元特征值逆问题
一、问题提法
二、逆特征方程
三、算法
第六节 基于有限元特征值逆问题的结构动态设计
一、动态优化设计的描述
二、逆特征方程的建立与求解
三、设计实例
第七节 基于约束广义特征值逆问题的结构动态设计
一、问题提法
二、动态设计的描述
三、动态设计问题的求解
四、设计实例
第八节 本章小结
参考文献
第九章 基于结构修改与修改结构重分析的结构动态设计
第一节 引言
第二节 结构动态特性灵敏度分析
一、特征值灵敏度分析
二、特征向量灵敏度分析
三、无阻尼系统灵敏度分析
四、动柔度灵敏度分析
五、高阶灵敏度分析
六、考虑模态截断影响的模态振型灵敏度分析
七、灵敏度分析实例
第三节 修改结构的重分析
一、摄动迭代法（简称MTM法）
二、特征值重分析法（简称ERM法）
三、传递函数法
四、结构重分析实例
第四节 基于结构修改与修改结构重分析的动态设计方法
一、方法的基本原理
二、动态设计实例
第五节 本章小结
参考文献
第十章 基于人工神经网络的结构动态设计
第一节 引言
第二节 基于人工神经网络的结构振动系统建模理论
一、人工神经网络简介
二、多层神经网络原理
三、神经网络的非线性映射能力
四、基于人工神经网络的结构振动系统建模理论
第三节 基于人工神经网络的结构振动系统重分析方法
一、基本原理
二、结构振动系统重分析的神经网络模型建立
三、改进的多层神经网络学习算法
四、几点说明
五、算例
第四节 基于人工神经网络的机床主轴动态优化设计实例
一、机床主轴动态优化设计问题的描述
二、机床主轴支承参数的实验识别
三、基于人工神经网络模型的主轴动态优化设计
四、主轴动态优化设计结果
第五节 本章小结
参考文献
第十一章 机械结构动态设计的能量平衡法与优化准则法
第一节 引言
第二节 基于能量平衡的机床结构
动态设计
一、机床结构动态设计目标
二、模态柔度
三、能量分析
四、阻尼分配
五、优化设计程序
六、实例
第三节 具有动态性能约束的优化准则法
一、动态优化设计数学模型
二、库恩－塔克条件
三、库恩－塔克条件的应用
四、优化准则法的迭代格式
五、准则法在动态优化设计中的应用
第四节 本章小结
参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
这本书的封面设计真是引人注目，配色大胆又不失稳重，光是看着就觉得内容一定非常硬核。我特别喜欢封面上那种复杂而又精密的机械线条勾勒出的结构感，仿佛在预示着这是一本能带人深入探索现代工程设计核心的宝典。初次翻阅时，我最先关注的是它的排版和图示质量。不得不说，作者在图文结合上下了很大功夫，那些复杂的力学模型和结构示意图，不仅清晰易懂，而且专业性极强，很少有教材能做到在保持学术严谨性的同时，还能让初学者不至于望而却步。对于我们这些长期在设计一线摸爬滚打的工程师来说，清晰的示意图比冗长的文字描述有效得多，它能瞬间搭建起理论与实践之间的桥梁。我对其中关于材料选择与应力分析的章节印象深刻，作者没有停留在基础的理论介绍，而是深入剖析了在高速运转和极端工况下，如何通过优化结构设计来提升整体可靠性，这对于提升我们产品的性能上限至关重要。这本书的价值，不仅仅在于传授知识，更在于提供了一种系统性的、面向解决实际问题的思维框架，让人在面对新项目时，能够迅速抓住问题的关键所在。
这本书的写作风格可以说是严谨中透着一种对学科的热忱。作者的语言逻辑性非常强，章节之间的衔接自然流畅，仿佛在讲述一个层层递进的科学故事，而不是简单地罗列公式和定理。我个人对这种深入浅出的叙述方式非常欣赏，它既满足了资深研究人员对理论深度的要求，也能让在校学生逐步建立起对机械动力学领域的完整认知。尤其是在处理那些涉及高阶微分方程和矩阵运算的部分时，作者总能找到巧妙的比喻或者引入贴合实际的工程案例来辅助解释，极大地降低了理解的门槛。阅读过程中，我时不时会停下来，拿起笔在草稿纸上跟着推导一遍，那种知识被大脑清晰吸收的感觉非常美妙。这与市面上许多堆砌公式、缺乏深入解析的教材形成了鲜明的对比。这本书更像是一位经验丰富的大师在手把手地指导你，如何像真正的机械设计师一样去思考和创造，而不是仅仅停留在计算层面。它教会的不仅是“怎么做”，更是“为什么这么做”的底层逻辑。
我发现这本书的参考文献部分做得非常扎实，这对于任何严肃的学术或工程参考资料来说都是至关重要的。它清晰地勾勒出了该领域的发展脉络，从早期的经典理论奠基人，到近些年活跃在国际顶尖期刊上的最新研究成果，都有所体现。这表明作者在撰写过程中，进行了广泛而深入的文献调研，确保了书中内容的权威性和时效性。翻看目录，就能感受到其结构上的精妙布局，从最基础的运动学描述，逐步过渡到能量法分析，再到复杂的耦合模态识别，每一步的逻辑递进都像是精心设计的机械传动链，环环相扣，毫不拖泥带水。对于想要深入从事相关研究的后辈来说，这本书简直就是一份现成的、经过筛选和提炼的优质学习路径图。它为你指明了方向，同时也提供了攻坚克难所需的工具箱，绝对是图书馆中不可或缺的珍藏。
这本书的理论深度和广度，着实让我这个老读者感到振奋。它并没有固守于传统的静力学或简单的振动分析，而是大胆地将前沿的数值模拟技术、智能控制理论与传统的结构设计理念进行了深度融合。我特别留意了其中关于非线性动力学响应的部分，作者对系统建模和参数辨识的论述，体现出对现代机械系统复杂性的深刻洞察。在描述复杂机构的耦合振动问题时，作者引入了一种全新的视角，不再将各个部件视为孤立的个体，而是强调它们在整体运动中的相互作用和反馈机制。这对于设计高精度、高动态性能的设备，如航空发动机的叶片系统或高速列车的悬挂系统，具有极强的指导意义。更难能可贵的是，书中不仅有详尽的理论推导，还穿插了大量实际工程项目中的“黑匣子”问题分析，作者如何运用书中所述的方法论成功攻克难题，这些真实的故事性内容，极大地增强了读者的代入感和学习的动力。
这本书的实用性，我认为达到了一个非常高的水平，远超出了许多纯理论教科书的范畴。它不仅仅是关于“理论”的，更是一本关于“如何将理论转化为可靠产品”的操作手册。在介绍各种设计准则时，作者总会附带上相关的工业标准或规范要求，这使得书中的建议可以直接应用于实际的工程规范制定中。例如，书中对于疲劳寿命评估和随机载荷响应分析的章节，其方法的选取和参数设定的依据，都与当前主流的CAE软件的使用逻辑高度吻合。这对于我们这些需要频繁进行仿真验证和产品迭代的团队来说，简直是雪中送炭。它提供的不是一套死板的公式，而是一套灵活的、可调整的设计哲学。通过学习这本书，我感觉自己的设计视野被极大地拓宽了，不再是局限于单一的分析方法，而是能够根据项目的具体需求，综合运用多种工具和视角，去寻求最优的结构动态性能解决方案。
