工程动力学 I 基础部分 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:程靳 主编

出品人:

页数:220

译者:

出版时间:2002-8

价格:17.00元

装帧:

isbn号码:9787111099963

丛书系列:

图书标签:

• 工程动力学
• 动力学
• 基础力学
• 工程学
• 物理学
• 机械工程
• 大学教材
• 经典力学
• 运动学
• 牛顿定律

好的，这是一份针对您的图书《工程动力学 I 基础部分》量身定制的、内容详实且不包含任何提及该书内容的图书简介。 --- 《结构振动分析与控制》 内容简介 本书系统地阐述了现代工程结构动力学领域的核心理论与分析方法，重点聚焦于结构振动特性的识别、量化以及抑制技术。全书基于经典的力学原理，结合先进的数学工具，为结构工程师、土木工程师、机械工程师以及相关领域的研究人员提供了一套全面而深入的理论框架和实用的计算指南。 第一部分：振动基础与系统建模 本部分奠定了理解复杂结构动力学行为的理论基石。我们从最基本的单自由度系统（SDOF）振动问题入手，详细推导了自由振动、有阻尼振动以及受迫振动的解析解。重点讨论了系统的固有频率、阻尼比对响应特性的影响，并引入了复数形式的分析方法，如相量法，以简化周期性激励下的稳态分析。 随后，内容扩展至多自由度系统（MDOF）的建模与求解。系统地介绍了拉格朗日方程和牛顿第二定律在构建运动微分方程中的应用，特别是如何通过位移法和力法建立精确的质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵。矩阵特征值问题的求解，即系统模态分析，是本部分的核心内容。我们详尽地分析了特征值与特征向量的物理意义——它们对应于系统的固有频率和振型。为了应对实际工程中的非对称和非保守系统，本书还引入了复模态理论，并讨论了如何通过数值方法（如子空间迭代法）高效地提取低阶模态信息。 针对实际结构中普遍存在的能量耗散现象，我们深入探讨了阻尼建模的各种形式。除了传统的粘性阻尼外，本书还详细介绍了基于结构内部材料特性和界面摩擦的非线性阻尼模型，如库仑阻尼和滞回阻尼。针对特定结构（如桥梁、高层建筑），我们还讨论了如何通过实验识别和参数辨识来确定准确的阻尼参数。 第二部分：连续体动力学与动力响应分析 本部分将理论焦点从离散系统转向连续体动力学，即分布参数系统，如梁、板和壳的振动。我们采用变分原理和欧拉-伯努利梁理论/蒂莫申科梁理论，推导出弹性体的运动微分方程。通过分离变量法和傅里叶级数展开，求解出连续体的无限自由度系统的固有频率和振型。此部分强调了模态叠加法在求解复杂结构瞬态响应中的应用，明确了模态坐标变换的原理和限制。 在外部激励方面，本书全面覆盖了瞬态动力学响应分析。对于一般形式的非周期性或瞬态载荷（如风荷载的脉冲、地震动的输入），我们详细阐述了中心差分法、Newmark-β法等直接积分法求解时间域问题的数值稳定性、精度和计算效率。特别关注了边界条件对响应的约束作用，以及如何处理非线性系统（如接触、材料屈服）下的瞬态行为。 此外，频率响应分析（稳态受迫振动）被系统化地介绍。读者将学习如何利用复模态理论或频响函数矩阵，精确计算结构在特定频率范围内受谐响应影响的幅值和相位变化，这对于评估共振风险至关重要。 第三部分：随机振动与可靠性评估 在实际工程环境中，载荷往往具有随机性，如湍流风、随机地震波。本部分致力于随机振动理论在结构分析中的应用。我们从随机过程理论（如平稳过程、功率谱密度函数）出发，推导出结构在随机激励下的均方根响应和峰值因子。重点讲解了白噪声激励和地震动模拟的技术，包括如何利用功率谱密度函数（PSD）来表征随机载荷的能量分布，并将其转化为结构分析中可用的等效力。 随机振动分析的结果直接关系到结构的可靠性评估。本书引入了随机振动极限状态函数的概念，并探讨了基于First-Order Reliability Method (FORM) 和Second-Order Reliability Method (SORM) 对结构在长期运行中失效概率的量化评估方法。 第四部分：振动控制与主动/被动减振技术 作为工程应用的高级阶段，本部分专注于如何通过控制手段提升结构的动态性能和抗灾能力。我们详尽介绍了被动控制技术，包括： 1. 隔振系统（Base Isolation）：分析了粘滞阻尼器、铅芯橡胶支座等隔振元件对地震能耗和结构位移响应的有效性，重点讨论了非线性隔振系统的分析方法。 2. 耗能支撑（Energy Dissipation Bracing）：详细比较了粘滞阻尼支撑、金属屈服支撑的性能指标、阻尼特性及其在框架结构中的最优布置策略。 随后，我们深入探讨了主动与半主动控制技术。介绍了最优控制理论（如LQR控制）在设计主动质量阻尼器（AMD）和主动质量阻尼器（TMD）中的应用。特别是对于TMD，本书详细阐述了其最佳调谐理论和阻尼器参数的优化设计流程，以最大化对特定工作模态的抑制效果。 对于半主动控制，如基于传感器反馈的变刚度或变阻尼系统，我们分析了其在能量效率和控制性能之间的权衡，并介绍了Skyhook控制策略等经典算法在实际工程控制中的实现挑战与优势。 总结 《结构振动分析与控制》旨在提供一个坚实的理论基础和前沿的工程应用视角。通过对离散与连续系统的深入研究，以及对时域、频域和随机域分析方法的掌握，本书将培养读者从根本上理解和解决复杂工程结构在动态载荷下行为的能力，是结构工程领域专业人士不可或缺的参考书。

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这本书简直是为我这种刚踏入机械工程领域的新手量身定做的“救命稻草”。我记得我刚接触“动力学”这个概念时，脑子里一片混沌，感觉像是面对一座需要攀登的陡峭山峰，完全不知道从何下手。《工程动力学 I 基础部分》这本书，完全没有那种高高在上的学术腔调，反而像是一位耐心十足的导师，一步步引导你走过最基础、最核心的概念。它在开篇就用非常形象的例子，比如简单的平面运动和刚体转动，把那些抽象的微分方程讲得透彻明白。我特别欣赏它对“受力分析”这一环节的侧重，书中花了很多篇幅详细讲解如何准确地画出自由体图，如何分解力和力矩，这对于后续学习更复杂的系统至关重要。那些看似枯燥的理论，在作者的笔下仿佛都鲜活了起来，配图清晰直观，特别是那些三维空间中的运动轨迹示意图，即便是初学者也能迅速抓住问题的本质。读完前几章，我对牛顿第二定律在动态系统中的应用有了全新的认识，不再是死记硬背公式，而是真正理解了力如何产生加速度，以及如何通过运动学和动力学的结合来预测物体的未来状态。这本书的逻辑衔接极为顺畅，知识点的铺垫非常扎实，可以说，它为我后续深入学习控制理论和振动理论打下了无比坚实的地基，让我对工程计算不再心生畏惧。

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这本书的排版和呈现方式，也体现了极高的用心程度，这对于需要长时间阅读的技术书籍来说，是提升学习体验的关键因素。字体选择清晰易读，数学符号的印刷质量非常高，尤其是在处理那些复杂的矢量和张量表示时，丝毫不会产生歧义。书中的插图质量尤其突出，它们不仅是简单的示意图，更像是精心设计的教学辅助工具，很多图示直接揭示了隐藏在公式背后的物理意义。例如，在讲解角动量守恒时，配上的那个巧妙的旋转物体示意图，比我过去读过的任何一本教材都要直观。另一个值得称赞的是习题部分的设置。习题的难度梯度设计得非常科学合理，从基础概念的巩固性练习，到需要综合运用多个章节知识点的综合题，再到少数几道略具挑战性的开放性思考题，构成了一个完整的学习闭环。我发现，很多习题的设置本身就蕴含着一个小型工程问题的简化模型，做完之后不仅是检验了知识掌握程度，更像是一次微型的项目实践。这本书的这种“沉浸式”学习体验，让枯燥的公式学习过程变得充满探索的乐趣。

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坦白说，市面上关于工程力学和动力学的教材多如牛毛，但很多都是“重理论轻应用”，读完后感觉像是掌握了一堆数学公式的集合，却不知道如何用它们来解决现实中的工程难题。这本书的显著优点就在于它对实际工程案例的融入达到了一个很高的水准。书中穿插了大量的实际工程背景的例子，比如对车辆悬挂系统的简化建模、对高速旋转部件的稳定性分析，这些案例都不是凭空捏造的，而是紧密贴合现代工业的需求。最让我感到震撼的是它对“动态稳定性”的初步探讨，它不仅仅计算了平衡点，更进一步分析了系统在受到微小扰动后的行为，这在设计可靠的机械装置时是至关重要的。作者在讲解如何选择合适的坐标系和简化模型时，也展现出老一辈工程师的智慧，知道什么时候应该忽略次要因素，抓住主要矛盾。这种“以终为始”的教学方法，让我对理论学习的目的性更加明确。它教会我的不仅是“如何算”，更是“为什么要这么算”，极大地提升了我对工程问题的宏观把握能力。

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如果非要鸡蛋里挑骨头，这本书的“基础部分”在某些前沿交叉领域的覆盖上略显保守，但这或许是其定位决定的。例如，对于计算接触力学（Contact Mechanics）在动力学中的应用，虽然有所提及，但深度上略显不足，如果能增加一些关于有限元方法（FEM）在动力学分析中的初步应用介绍，对于希望快速接轨现代CAE工具的读者来说会更有帮助。此外，对于非保守力的处理，虽然讲解了阻尼的概念，但对于粘性阻尼以外的其他复杂形式，比如摩擦阻尼或迟滞阻尼的引入，似乎可以再多花一些笔墨进行拓展。总的来说，这依然是一本极为优秀的入门与进阶教材。它成功地平衡了理论的严谨性与教学的可操作性。它最大的成功在于，它成功地将一个看似冰冷、纯粹的数学领域，注入了工程师所需要的“工程直觉”。它不是一本追求大而全的百科全书，而是一本聚焦核心、深度挖掘的精品。对于任何想把动力学学扎实，而不是仅仅应付考试的读者，这本书都是一个绕不开的经典选择。

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这本书的深度和广度，对于一个有一定基础的工程师来说，是恰到好处的“调味剂”。我过去在实际工作中遇到一些复杂的机械故障诊断问题，总感觉理论知识的底层逻辑不够牢固，尤其是在处理非线性系统和冲击问题时常常力不从心。这本书的后半部分，尤其是在处理受迫振动和能量法在动力学中的应用时，展现出了极高的专业水准。它没有仅仅停留在传统的刚体动力学层面，而是引入了变质量系统和拉格朗日方程的初步概念，虽然是“基础部分”，但其内容的深度已经触及到高等动力学的门槛，这种前瞻性的设计非常值得称赞。我尤其喜欢它在处理“约束”问题时的精妙之处，书里对各种常见的机械约束（如万向节、铰链）如何转化为数学模型进行了详尽的剖析，这直接解决了我在模拟复杂机械臂运动时经常遇到的坐标系转换难题。文字的组织非常有条理，每一个定理的推导都清晰可见，没有跳跃式的步骤，保证了读者可以完全追踪作者的思路。这本书绝对不是那种只适合应试的教材，它更像是一本可以反复翻阅的参考手册，每当我在项目遇到瓶颈时，都能从中找到新的视角和解决问题的关键工具。

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