滯遲振動係統及其工程應用

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出版者:科學齣版社
作者:白鴻柏
出品人:
頁數:250
译者:
出版時間:2002-1
價格:40.00元
裝幀:簡裝本
isbn號碼:9787030091093
叢書系列:
圖書標籤:
  • 滯遲振動係統
  • 振動
  • 滯遲係統
  • 非綫性動力學
  • 工程應用
  • 控製
  • 建模
  • 仿真
  • 結構動力學
  • 機械工程
  • 係統辨識
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具體描述

《滯遲振動係統及其工程應用》詳細論述瞭振動工程中廣泛存在的滯遲振動係統及其工程應用。主要內容涉及:具有復雜泛函本構關係的鋼絲繩類滯遲元件的建模、參數辨識;各種滯遲係統在簡諧激勵、隨機激勵和衝擊激勵下的響應計算;鋼絲繩類滯遲元件在減振、緩衝等工程領域的應用等。

《結構動力學基礎與案例分析》 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的結構動力學理論框架,並結閤豐富的工程實例,幫助讀者理解和掌握結構在動態載荷作用下的響應規律。內容涵蓋瞭從基本概念到高級應用的完整體係,適閤土木工程、機械工程、航空航天工程等相關領域的學生、研究人員和工程師。 第一章 緒論 本章將首先介紹結構動力學的基本概念和研究意義,闡述為何在工程設計中需要考慮結構的動力響應。我們將探討不同類型的動態載荷,如地震、風、機械振動、爆炸等,並說明它們對結構安全性和性能可能産生的影響。隨後,本章將概述結構動力學的發展曆程,從早期的理論萌芽到現代的計算方法,為讀者建立起曆史的認知。最後,我們將展望結構動力學在未來工程領域的應用前景,強調其在提升結構韌性、保障人民生命財産安全方麵的重要作用。 第二章 單自由度係統 作為結構動力學的入門,本章重點講解最簡單但最基礎的動力學模型——單自由度係統。我們將詳細推導和闡述自由振動、受迫振動以及阻尼振動等核心概念。通過對質量-彈簧-阻尼器的數學建模,我們將揭示係統的固有頻率、阻尼比等關鍵參數如何影響其動力響應。本章將深入分析不同激勵形式(如簡諧激勵、瞬態激勵)下係統的響應特性,並通過推導穩態響應和瞬態響應的解析解,幫助讀者理解係統行為的內在規律。此外,還將介紹能量法等其他分析方法,拓寬讀者的分析思路。 第三章 多自由度係統 本章將研究更為復雜的結構動力學模型——多自由度係統。我們將介紹自由度、質量陣、剛度陣和阻尼陣等係統參數的定義及其組裝方法。核心內容將圍繞多自由度係統的振動模態展開,包括固有頻率和振型,並詳細講解如何通過特徵值分析等方法求解這些參數。隨後,我們將探討多自由度係統的受迫振動問題,介紹模態疊加法、直接積分法等主要求解技術,並分析不同激勵源(如地麵運動、機械設備振動)對多自由度係統響應的影響。本章還將涉及係統的阻尼比取值原則及其對響應的影響。 第四章 連續係統的動力學 本章將把研究範圍從離散係統擴展到連續係統,例如梁、闆、殼等。我們將引入彈性力學和振動理論的相關知識,推導描述這些連續結構振動行為的偏微分方程。重點將圍繞梁的自由振動和受迫振動展開,包括橫振動和軸嚮振動,講解如何利用邊界條件求解係統的固有頻率和振型。本章還將介紹如何將連續係統離散化,以便於利用多自由度係統的求解方法進行分析,為後續的數值計算打下基礎。 第五章 結構動力學分析方法 本章將詳細介紹結構動力學分析的常用方法。我們將重點講解模態分析,包括模態的提取、解釋及其在動力學分析中的應用。隨後,將深入探討時域分析方法,如直接積分法(如Newmark法、Wilson-θ法)和模態疊加法,分析各自的優缺點以及適用範圍。對於頻率域分析,我們將介紹傅裏葉變換、功率譜密度等概念,並闡述如何利用這些工具分析結構在隨機振動作用下的響應。此外,本章還將簡要介紹譜分析方法在地震工程中的應用。 第六章 阻尼及其影響 阻尼在結構動力學中扮演著至關重要的角色,本章將對其進行深入探討。我們將詳細介紹不同類型的阻尼,包括結構阻尼、材料阻尼、空氣阻尼和粘滯阻尼等,並闡述其物理機理。我們將重點研究阻尼對係統動力響應的影響,例如阻尼如何減小振幅、提高穩定性以及影響係統頻率。本章還將介紹阻尼的建模方法,例如瑞利阻尼、對角阻尼等,並討論如何通過實驗方法識彆和量化阻尼參數。 第七章 結構動力學在工程中的應用 本章將聚焦於結構動力學在實際工程中的廣泛應用。我們將通過具體案例,展示如何運用結構動力學原理解決工程問題。 地震工程: 詳細分析地震動對建築、橋梁等結構的影響,介紹場地效應、反應譜分析、時程分析等方法,並討論抗震設計原則和減震技術,如隔震和消能減震。 風工程: 講解風荷載的特性及其對高層建築、橋梁、海洋平颱等結構的作用,介紹風振響應分析方法,並探討防風設計策略。 機械振動: 分析工業設備、發動機、車輛等産生的振動對結構的影響,講解振動隔離、減振和噪聲控製技術。 結構健康監測 (SHM): 介紹如何利用結構的動力學特性變化來監測結構的健康狀況,包括基於模態參數識彆的方法,以及在橋梁、飛機等結構中的應用。 衝擊與爆炸響應: 簡要介紹結構在衝擊和爆炸載荷下的動力響應特性,以及相應的防護設計考慮。 第八章 有限元法在結構動力學中的應用 本章將重點介紹有限元法(FEM)作為現代結構動力學分析的核心工具。我們將迴顧有限元法的基本原理,並詳細闡述如何將其應用於結構動力學問題。內容包括: 結構離散化: 如何將連續或復雜的結構劃分為有限的單元。 單元動力學方程建立: 如何推導梁單元、杆單元、闆單元等的質量陣、剛度陣和阻尼陣。 整體動力學方程組裝: 如何將各單元方程進行組裝,形成結構的整體動力學方程。 求解方法: 結閤有限元法,重溫模態分析、時域分析(直接積分法、模態疊加法)和頻域分析在有限元模型上的實現。 軟件應用: 介紹常用的有限元分析軟件(如ANSYS, ABAQUS, SAP2000等)在結構動力學分析中的具體操作和應用技巧,包括模型建立、載荷施加、求解器選擇和結果後處理。 第九章 隨機振動分析 本章將深入探討結構在隨機激勵下的動力響應。我們將介紹隨機振動的基本概念,如平穩隨機過程、自相關函數、功率譜密度等。隨後,我們將講解如何描述隨機載荷,例如風荷載、海浪載荷以及地震動等。在分析方法方麵,我們將介紹基於功率譜密度的頻率域分析,以及如何計算結構的均方值響應、峰值響應等統計量。本章還將涉及濛特卡洛模擬等數值方法,用於研究結構在極端隨機載荷下的性能。 第十章 結構動力學參數識彆與模型修正 本章將關注如何從實驗數據中識彆結構的動力學參數,並利用這些信息修正和完善動力學模型。我們將介紹基於實測振動數據的模態參數識彆技術,包括頻域方法(如FFT、PSD、ERA)和時域方法(如SSI)。隨後,我們將討論如何將識彆齣的參數與有限元模型進行對比,並采用模型修正算法(如基於靈敏度的修正)來提高模型的精度。本章還將闡述結構健康監測中參數識彆的應用,以及如何利用這些信息進行損傷檢測和評估。 第十一章 結構動力學的前沿與挑戰 本章將對結構動力學領域的最新研究進展和未來發展方嚮進行展望。我們將探討非綫性動力學、聲學-結構耦閤、多物理場耦閤等更復雜的動力學問題。此外,還將討論人工智能(AI)和機器學習(ML)在結構動力學分析、預測和控製中的潛在應用。最後,我們將分析當前結構動力學研究麵臨的挑戰,例如如何更精確地模擬復雜載荷、如何發展更高效的計算方法以及如何提升結構的智能性和自適應性。 通過以上章節的係統學習,讀者將能夠深刻理解結構動力學的核心理論,掌握各種分析方法,並能將其有效地應用於解決復雜的工程實踐問題,從而為工程結構的安全性、可靠性和性能優化提供堅實的理論和技術支持。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

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當我看到《滯遲振動係統及其工程應用》這個書名時,我最先想到的是那些在高速運行狀態下,需要極其穩定的機械設備。比如,高速列車的車輪與軌道之間的相互作用,以及高速鏇轉的渦輪機葉片。我知道,在這些關鍵部件的運動過程中,微小的振動都可能被放大,並可能因為滯後效應而産生更加復雜和難以預測的動態行為。我非常好奇,這本書將如何深入探討這些“滯遲”是如何形成的。是材料本身的非綫性特性,還是係統內部的能量耗散機製,亦或是外界激勵的傳遞過程中的延遲?我希望書中能夠提供清晰的物理圖像,讓我能夠理解這些滯遲的根源。更重要的是,關於“工程應用”的部分,我期待著能夠看到具體的例子,比如如何通過優化材料的阻尼特性來抑製滯遲振動,或者如何設計反饋控製係統來補償信號傳輸的延遲,從而提高係統的穩定性。我希望這本書不僅能告訴我“滯遲振動是什麼”,更能告訴我“如何巧妙地利用或規避它”,從而在實際工程中實現性能的提升。我期待這本書能給我帶來一些“靈感”,讓我能夠從更深層次去理解和設計那些需要極端穩定性的工程係統。

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當我看到《滯遲振動係統及其工程應用》這本書時,我的腦海裏立即聯想到的是那些具有復雜動力學行為的材料和結構。比如,在地震工程領域,土壤的非綫性響應和建築結構的固有頻率,以及它們之間可能産生的滯後效應,對結構的抗震性能至關重要。我非常想知道,這本書是否會深入探討這種滯遲現象的物理根源,例如材料的塑性變形、粘滯阻尼,或者能量在結構中的傳遞和耗散過程。我特彆期待書中能夠提供一些具體的案例分析,比如在橋梁、隧道等大型基礎設施的設計中,如何考慮到土體動力學中的滯遲效應,以確保結構的穩定性和安全性。我對書中關於“建模與仿真”的部分抱有很高的期望。我希望這本書能夠提供一些先進的數值模擬方法,用來預測和分析滯遲振動係統的行為,並且能夠與實際的實驗數據進行對比驗證。我希望這本書不僅能讓我理解“滯遲”的原理,更能讓我學會“如何量化”這種滯遲,以及“如何利用”這種理解去設計齣更安全、更可靠的工程結構。我期待這本書能為我提供一個全新的視角,去理解和應對那些在復雜環境下可能齣現的振動問題。

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《滯遲振動係統及其工程應用》這本書,從名字上就給我一種“嚴謹”和“實用”的感覺。我是一名在生物醫學工程領域工作的研究者,我深知在人體內部,許多生理過程都伴隨著復雜的振動和能量傳遞,而這些過程很可能受到“滯遲”效應的影響。例如,心髒的搏動、血液的流動,甚至是骨骼在受力時的微小變形,都可能存在時間上的延遲,從而影響係統的整體動力學行為。我非常期待書中能夠從工程的角度,去解釋這些生物係統中的滯遲現象。例如,在設計人工心髒瓣膜時,如何考慮到血液流動的滯遲效應,以減小對血液的損傷?在開發假肢時,如何模擬和補償人體肌肉和關節的滯遲響應,以實現更自然的運動?我希望這本書能提供一些跨學科的洞見,讓我能夠將力學、控製理論與生物醫學工程相結閤,去理解和解決那些在人體內發生的復雜振動問題。我期待這本書能給我帶來一些“啓發”,讓我能夠從更科學、更係統的角度,去理解生命體的動態運行機製。

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這本書,我拿到手的時候,就覺得名字挺有分量的,《滯遲振動係統及其工程應用》。我是一個對工程領域,尤其是那些看似抽象但實際影響巨大的學科,有著濃厚興趣的讀者。拿到這本書,我最先想到的就是,這“滯遲”兩個字,到底意味著什麼?在振動這個概念裏,時間和相位之間的延遲,是如何影響係統的行為的?我腦海裏立刻浮現齣各種工程場景:橋梁在風中搖擺,飛機在氣流中顛簸,甚至是我們日常生活中洗衣機運行時的震動。這些看似隨機的振動,背後一定有其規律,而“滯遲”很可能就是解開這些規律的關鍵。我迫不及待地想知道,作者是如何從理論層麵解釋這種滯遲現象的,是用數學模型,還是更直觀的物理原理?而且,它不僅僅是理論,更強調“工程應用”。這就意味著,這本書不僅僅是給學者看的,更是給工程師、設計師,甚至是想要理解我們身邊工程奇跡的普通人準備的。我期待書中能夠深入剖析滯遲振動在各種實際工程問題中的具體體現,例如結構動力學、機械設計、甚至可能是控製係統領域。它會像一把鑰匙,打開我對於這些復雜工程現象的理解之門嗎?我非常好奇,這本書會不會詳細講解如何識彆、量化和控製滯遲振動,以及在設計階段如何規避其潛在的負麵影響。我希望這本書能給我帶來的是一種清晰的、係統的認識,而不是零散的知識點。

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我拿到《滯遲振動係統及其工程應用》這本書,首先吸引我的就是它結閤瞭理論與實踐的命名方式。我本身是一名在自動化控製領域工作的工程師,我深知在復雜的控製係統中,信號的傳輸延遲、執行器的響應滯後,這些“滯遲”現象是導緻係統不穩定甚至失控的重要原因。因此,我非常期待這本書能夠深入剖析這些滯遲是如何影響振動係統的動態特性的。書中是否會涉及一些經典的控製理論,比如PID控製,以及在存在滯遲的情況下,如何調整控製參數以達到最佳的控製效果?我對書中關於“係統辨識”和“模型建立”的部分尤其感興趣。在實際工程中,我們往往很難獲得一個完美的係統模型,而滯遲振動係統就更具挑戰性。我希望這本書能提供一些實用的方法,幫助我們去辨識和建模這些具有滯遲特性的係統,從而能夠進行有效的分析和設計。我更希望這本書能夠給我帶來一些“啓發”,比如在設計更加魯棒的控製算法時,如何將滯遲的影響納入考量,或者在進行係統優化時,如何選擇閤適的執行器來減小滯遲帶來的不利後果。我期待這本書能夠成為我解決實際工程問題的“利器”,幫助我剋服那些因滯遲而帶來的挑戰。

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從《滯遲振動係統及其工程應用》這本書名來看,我最先想到的是那些需要精密運動的微機電係統(MEMS)或者納米科技領域。在這些極其微小的尺度上,材料的非綫性特性和能量的耗散方式會變得更加顯著,從而可能引入各種形式的“滯遲”效應。我非常好奇,作者將如何從微觀層麵解釋滯遲振動的産生機製。例如,摩擦力、錶麵吸附、或者量子隧穿效應,是否會在這些微小係統中扮演重要角色?我對書中關於“動力學建模”和“參數辨識”的內容充滿期待。在微納尺度下,精確地測量和建模這些滯遲效應是極具挑戰性的。我希望這本書能夠提供一些創新的方法,幫助我們去理解和描述這些係統的復雜行為。更重要的是,關於“工程應用”,我希望能看到一些具體的例子,比如在微型傳感器、微型驅動器或者納米機器人的設計中,如何有效地控製或利用滯遲振動來提升器件的性能。我希望這本書能為我打開一扇窗,讓我窺見在微觀世界裏,那些看似微不足道的“滯遲”,如何能夠産生如此巨大的工程影響力。

评分☆☆☆☆☆

當我看到《滯遲振動係統及其工程應用》這本書時,我腦海裏立即浮現的是那些流體動力學和空氣動力學中的復雜現象。例如,飛機機翼在高速飛行過程中,氣流的附著與分離,以及由此産生的非綫性動力響應,可能就會涉及到“滯遲”的概念。我非常想知道,書中是否會深入探討流體與固體相互作用時産生的滯遲效應,比如渦流誘導振動,或者動翼失速。我對書中關於“穩定性分析”和“非綫性動力學”的部分充滿好奇。我希望這本書能夠提供一些定性的、以及定量的分析方法,來預測和評估滯遲振動對航空器、船舶等載體性能的影響。我特彆關注書中是否會介紹一些能夠有效抑製或利用這些滯遲效應的設計技術,例如通過改變翼型、增加阻尼材料,或者設計主動控製係統。我希望這本書能夠為我提供一個更深層次的理解,讓我明白在高速流體環境中,那些看似隨機的振動,背後隱藏著怎樣的“滯遲”規律,以及如何通過工程手段去駕馭它們。

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這本書《滯遲振動係統及其工程應用》,讓我産生瞭極大的好奇。在我看來,任何一個動態係統,如果它的響應不僅僅是當前輸入的一個瞬時函數,而是與過去的輸入或者狀態有關,那麼它就可能存在“滯遲”的特性。這在很多復雜的工程領域中都非常常見,但往往又難以捉摸。我特彆希望這本書能提供一些“通用”的分析框架,能夠將各種看似不同的滯遲現象統一起來,從而形成一套係統的理論體係。例如,在信號處理領域,濾波器的延遲,在通信係統中,信道的傳輸延遲,在圖像處理中,像素之間的關聯性,這些是否都屬於廣義的“滯遲”範疇?我希望書中能提供一些強大的數學工具,比如拉普拉斯變換、Z變換,或者更復雜的泛函微分方程,來描述和分析這些滯遲係統。更重要的是,我希望它能教會我如何“設計”一個能夠有效處理或者利用滯遲的係統,無論是在優化性能,還是在提高穩定性方麵。我期待這本書能夠為我提供一種“全局性”的視角,讓我能夠更深刻地理解工程世界中那些隱藏的、與時間相關的復雜聯係。

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說實話,拿到《滯遲振動係統及其工程應用》這本書,我最期待的是它在實際工程問題上的“落地”能力。我不是一個純粹的理論研究者,我更關注的是這些理論知識如何能夠轉化為解決實際問題的工具。比如,在機械設計領域,一颱設備在高速運轉時,如果存在滯遲振動,那可能會導緻零件的加速磨損,甚至引發災難性的故障。那麼,這本書裏會不會提供一些計算滯遲振動影響的通用方法?有沒有具體的案例分析,比如某個特定類型的發動機或者傳動係統,是如何因為滯遲振動而齣現問題的,又是如何通過某種設計上的改進來解決的?我對書中可能包含的仿真模擬和實驗驗證部分也充滿瞭興趣。理論推導固然重要,但最終能否在現實世界中得到驗證,纔是衡量一門學問是否真正有價值的關鍵。我希望書中不僅僅是停留在“什麼”是滯遲振動,更要深入到“為什麼”會産生滯遲振動,以及“如何”應對這種振動。如果書中能夠提供一些判斷係統是否會發生滯遲振動的準則,或者給齣一些設計上的“黑名單”,那對我來說將是極其寶貴的財富。我希望能在這本書裏找到一種實用的、能夠指導工程實踐的思路和方法,讓那些看似“玄乎”的滯遲振動,變得可以被理解、被預測、被控製。

评分☆☆☆☆☆

翻開《滯遲振動係統及其工程應用》這本書,我的腦海裏首先浮現的是那些宏偉的工程奇跡,比如跨海大橋、摩天大樓,還有那些精密復雜的航空航天器。我知道,在這些龐然大物的背後,隱藏著無數精妙的科學原理和工程技術。而“滯遲振動”,這個詞聽起來就充滿瞭挑戰性,它暗示著一種不那麼直接、不那麼綫性、甚至可能帶有一定“副作用”的動態行為。我非常想知道,作者是如何將如此專業和抽象的概念,與這些具體的工程應用聯係起來的。書中會不會詳細解析,例如在高層建築的設計中,如何考慮到風荷載引起的結構滯遲響應?在航空器的設計中,飛行控製係統中的信號延遲,是如何影響飛機的穩定性和操控性的?我尤其關心的是,這本書會不會提供一些關於“係統辨識”和“故障診斷”的內容,比如通過監測係統的振動特性,來判斷是否存在滯遲振動,以及這種滯遲振動是否已經對係統的性能産生瞭不利影響。我希望這本書能夠像一本“工程診斷手冊”,教會我如何“聽診”一個係統的“脈搏”,從而提前發現並解決潛在的問題。對書中的圖錶和案例分析,我也有著很高的期待,希望它們能清晰直觀地展示滯遲振動的發生機製和影響。

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