振动理论与工程应用

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出版者:第1版 (2006年9月1日)
作者:李惠彬
出品人:
页数:252
译者:
出版时间:2006-9
价格:26.0
装帧:平装
isbn号码:9787564006808
丛书系列:
图书标签:
  • 振动理论
  • 机械振动
  • 结构振动
  • 工程应用
  • 振动分析
  • 模态分析
  • 振动控制
  • 旋转机械
  • 故障诊断
  • 有限元分析
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具体描述

本书系统地论述了线性振动、非线性振动、随机振动等振动理论基础和分析方法、工程结构系统的分析方法、复杂的流固耦合振动问题分析及振动测试与控制的基本原理与技术,并通过对若干工程振动问题的分析,说明振动理论在工程中的应用。本书取材广泛、内容新颖,既阐明基本概念,又注重理论在工程中的应用。  本书可作为机械、车辆交通、土木水利、能源、航空航天和力学等专业的研究生、本科生教材也可供相关工程领域的科技人员参考。

好的,这是一份关于一本假设的图书的详细简介,该书的书名与“振动理论与工程应用”无关,并且内容详实、自然流畅。 --- 《复杂系统建模与仿真:原理、方法与案例分析》 图书简介 本书聚焦于现代工程、科学、经济乃至社会学领域中普遍存在的复杂系统的建模与仿真技术,旨在为研究人员、工程师和高级学生提供一套全面、深入且具有高度实践指导意义的理论框架与工具箱。 第一部分:复杂系统导论与建模基础 第一章:复杂系统的概念界定与特征分析 本章首先对“复杂系统”进行精确的定义,区分其与传统简单、线性系统的根本区别。内容涵盖复杂系统的核心特征,如涌现性(Emergence)、非线性(Nonlinearity)、自组织性(Self-organization)、反馈环路(Feedback Loops)以及时空尺度的多重性。通过经典的案例分析(如生态系统、交通流、电力网络等),阐述理解这些特征对于选择恰当建模方法的必要性。此外,本章深入探讨了不同类型复杂系统的分类标准,包括基于结构(集中式与分布式)、基于动力学(确定性与随机性)、以及基于相互作用强度的分类。 第二章:数学建模的基本范式与工具箱 本部分是全书的理论基石。我们详细介绍了应用于复杂系统建模的三大主流数学范式: 1. 连续时间系统建模: 重点阐述常微分方程(ODE)和偏微分方程(PDE)的构建、定性和半定性分析。特别关注如何将非线性项引入物理或现象描述中,以捕捉复杂系统的真实行为。 2. 离散时间系统建模: 涵盖差分方程在描述具有时间延迟或周期性过程中的应用。引入了状态空间表示法,特别是其在多变量系统分析中的优势。 3. 基于主体的建模(Agent-Based Modeling, ABM): 这是复杂系统建模中至关重要的分支。本章详细解析了ABM的结构要素(主体、环境、交互规则),并区分其与元胞自动机(Cellular Automata, CA)的核心差异。强调ABM在模拟社会经济、生物群体行为等领域中涌现现象的独特能力。 第三章:网络科学与拓扑结构分析 复杂系统通常表现为相互连接的网络结构。本章将网络科学的核心理论应用于系统建模: 基础网络度量: 详细讲解了度分布、聚类系数、特征路径长度等经典指标。 经典网络模型: 深入研究随机网络(Erdos-Renyi)、小世界网络(Watts-Strogatz)和无标度网络(Barabasi-Albert)的生成机制及其对系统鲁棒性和信息传播的影响。 动态网络建模: 探讨网络结构随时间变化的建模方法,如适应性网络和演化网络,并结合实例说明网络拓扑如何驱动系统动力学行为。 第二部分:高级仿真技术与求解策略 第四章:随机性与不确定性处理 真实世界的复杂系统充满了噪声和不确定性。本章专注于如何将随机性纳入模型: 随机过程理论基础: 回顾马尔可夫链、泊松过程以及布朗运动在系统演化中的应用。 随机微分方程(SDEs): 详细介绍伊藤积分和随机微积分的基本概念,并讨论如何用SDEs描述受噪声驱动的系统动力学。 蒙特卡洛模拟: 深入探讨标准蒙特卡洛方法及其重要性抽样、Markov Chain Monte Carlo (MCMC) 等高级变体,用于高维积分和参数估计。 第五章:数值求解算法与稳定性分析 对于大多数复杂系统的解析解是不可得的,本章侧重于高效、可靠的数值算法: 常微分方程求解器: 对欧拉法、龙格-库塔法(Runge-Kutta)进行性能和精度比较,并引入处理刚性系统(Stiff Systems)的隐式方法。 并行化与高性能计算: 讨论如何利用GPU和多核CPU架构对大规模ABM和分子动力学模拟进行加速,确保仿真效率。 数值稳定性与误差控制: 阐述系统的局部截断误差、全局截断误差以及数值解的稳定性条件,确保仿真结果的可靠性。 第六章:数据驱动的混合建模方法 现代仿真越来越依赖于实际观测数据。本章探讨如何融合理论模型与数据驱动方法: 数据同化(Data Assimilation): 重点介绍卡尔曼滤波及其扩展(EKF, UKF)在状态估计中的应用,以及将实时数据注入仿真框架的方法。 参数辨识与校准: 使用遗传算法、粒子群优化等全局优化技术,结合实际测量数据对模型中的未知参数进行有效估计。 数据驱动模型修正: 讨论如何利用机器学习(如神经网络)来近似传统模型中难以解析的复杂子过程(如湍流、材料本构关系),构建混合仿真框架。 第三部分:应用案例与工程实践 第七章:城市交通流的复杂性模拟 本章以城市交通系统为例,展示如何整合多种建模技术: 宏观建模: 基于Lighthill-Whitham-Richards (LWR) 模型的交通波传播分析。 中观/微观建模: 使用基于主体的交通模型(如IDM、Kayser模型)来模拟个体驾驶员行为,重点分析拥堵的形成与解除机制。 仿真与优化: 结合实时传感器数据,对信号灯配时进行动态优化。 第八章:生态系统中的物种竞争与扩散 本案例分析生态学中典型的复杂系统问题: 反应-扩散方程: 使用偏微分方程描述物种的局部增长和空间扩散过程。 Lotka-Volterra 模型的非线性动力学: 分析捕食者-猎物关系的稳定性、周期解和混沌现象。 空间异质性对群落结构的影响: 引入网格化空间,结合ABM和反应扩散方程,研究环境异质性如何影响物种的共存与灭绝。 第九章:金融市场中的系统风险建模 金融市场是典型的非线性、高不确定性复杂系统: 异质性主体模型: 模拟不同交易策略的投资者如何相互影响,导致市场波动和泡沫的产生。 Copula 函数的应用: 用于描述资产收益率之间的非线性、非对称相关性结构,以进行更准确的风险度量。 系统性风险的传播: 借鉴网络科学工具,构建金融机构间的债权债务网络,模拟单个机构违约如何引发系统性崩溃。 结论:未来展望与研究前沿 本书最后总结了当前复杂系统建模面临的挑战,包括高维模型的可解释性、大规模异构数据融合的效率,以及向实时预测和决策支持转化的方向。重点展望了量子计算对未来复杂系统仿真的潜在影响。 --- 本书结构严谨,内容覆盖了从基础理论构建到高级数值求解,再到具体工程应用的完整链条,为读者提供了一套系统性的复杂系统分析方法论。

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读后感

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用户评价

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我是一名材料科学的研究者,我们正在探索开发新型减振材料和结构。了解材料在不同激励下的振动特性,以及如何通过材料设计来改善振动阻尼性能,是我们的核心工作之一。因此,《振动理论与工程应用》这本书对我来说具有极大的吸引力。我特别关注书中关于材料阻尼机制的理论阐述,以及如何将这些理论与材料的微观结构和宏观性能联系起来。例如,书中是否会介绍一些典型的减振材料,如阻尼合金、粘弹性材料等,并分析它们的振动特性?对于多层复合材料或多孔材料,其振动行为是如何分析和预测的?我希望这本书能够提供一个系统性的框架,帮助我们理解材料属性如何影响振动行为,并指导我们进行更有效的材料设计和选择,以满足工程应用中对振动控制的需求。我也对书中关于振动能量吸收和耗散的机理的讲解充满期待。

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我是一名在电子产品设计领域工作的工程师,我们关注的振动问题可能不像机械工程那样宏大,但同样至关重要。例如,电子元器件在受到外部振动时可能会发生失效,或者印刷电路板上的微小振动会影响信号的传输质量,甚至设备的散热性能。《振动理论与工程应用》这本书,为我提供了一个从更广阔的视角来理解振动的机会。我特别希望书中能够涵盖关于电子设备可靠性中振动的影响,例如如何进行振动测试和分析,如何设计结构来提高电子产品的抗振性能,以及如何处理电子元器件内部的微振动问题。即使书中不专门针对电子产品,其关于材料振动特性、阻尼技术以及振动测量方法的讲解,也一定会为我的工作带来新的思路和方法。我期待这本书能帮助我提升对产品设计中振动因素的重视程度。

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作为一名土木工程师,我一直对大型结构物的动力响应非常感兴趣。从高层建筑到桥梁,再到水坝,它们都会受到各种外部载荷的影响,而振动则是这些载荷最直接的体现。在设计过程中,我们需要确保结构在承受风、地震、交通等荷载时不会产生危险的共振,并且能够有效地耗散能量,保证结构的稳定性和安全性。《振动理论与工程应用》这本书名,直接切中了我的研究方向。我特别希望书中能涵盖关于结构动力学、模态分析以及振动控制在土木工程领域的具体应用。例如,如何建立建筑物的动力模型?如何进行模态测试和参数辨识?在面对复杂的结构振动问题时,有哪些有效的减振措施,比如隔震、消能减震技术?我期待这本书能够提供详实的理论基础,并辅以大量真实的工程案例,展示如何在设计、施工和运营过程中运用振动理论来提升结构的性能。即使书中没有直接提及我研究的具体结构类型,我相信其核心理论和方法论也能提供宝贵的启示。

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我是一名对工程技术充满热情的独立研究者,喜欢深入探索各个工程领域的基础理论及其应用。《振动理论与工程应用》这本书名,成功地吸引了我的注意力。我尤其看重的是它所承诺的“理论”与“应用”的结合。我希望这本书能够不仅仅是罗列公式和概念,而是能够深入浅出地解释这些理论是如何在现实世界中发挥作用的。例如,它是否会通过生动的图例、详细的推导过程,以及对实际工程案例的深度剖析,来展现振动理论的强大之处?我渴望了解振动在各种工程学科中的共通性,以及在不同领域中存在的独特性。这本书是否会引导我思考如何将一种应用的振动控制思想,借鉴到另一种看似不相关的工程问题中?我期待它能提供一种思维方式,让我能够更灵活、更全面地理解和分析振动现象,并从中发现新的解决问题的角度。

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我是一名在航空航天领域工作的工程师,我们深知振动对于飞行器的安全和性能有着至关重要的影响。从飞机发动机的涡轮叶片到火箭的结构载荷,再到卫星姿态控制中的微振动,振动问题无处不在,并且往往关乎生死。我非常期待《振动理论与工程应用》这本书能够提供关于振动分析、预测和控制的先进理论和技术。例如,在设计飞行器结构时,如何进行频率分析和模态分析,以避免在飞行过程中发生共振?在发动机研发中,如何处理旋转机械的振动问题?对于复杂的航空航天结构,是否有基于现代计算方法(如有限元分析)的振动模拟和优化技术?我希望这本书能够深入探讨航空航天工程中的典型振动问题,并提供切实可行的解决方案,包括主动和被动的振动控制策略。即使书中没有专门针对航空航天领域,其通用的振动理论和方法也一定能为我的工作提供重要的理论支撑和思路启发。

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作为一名在汽车行业工作的工程师,振动是影响汽车舒适性、NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能以及零部件寿命的关键因素。从发动机的运转,到悬挂系统的响应,再到车身结构的振动传递,都需要精密的理论分析和实际应用。《振动理论与工程应用》这本书名,恰好契合了我在汽车NVH领域的具体需求。我非常期待书中能够详细介绍汽车动力学中涉及到的振动问题,例如如何进行发动机、底盘和车身的模态分析,如何优化悬挂系统的设计以降低路面激励带来的振动,以及如何有效地控制车身结构的低频和高频振动。书中是否会提供一些关于汽车振动主动控制和被动控制的先进技术?我希望这本书能够提供一套完整的解决思路,从理论建模到仿真分析,再到实际的试验验证和优化,能够帮助我更深入地理解和解决汽车工程中的振动难题。

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我是一名在机器人技术领域工作的研究员,我们正在开发更精确、更稳定的机器人系统。振动问题对机器人的运动精度、稳定性和寿命都有着直接的影响。例如,机器人的手臂在快速运动时产生的振动会影响其定位精度,而高频的振动则可能导致零部件疲劳损坏。《振动理论与工程应用》这本书,对我来说是一个重要的理论参考。我非常期待书中能够深入探讨机器人动力学中的振动特性,例如如何进行机器人的动力学建模,如何分析和抑制由关节摩擦、弹性形变或外部干扰引起的振动。书中是否会介绍一些先进的振动控制方法,如自适应控制、智能控制在机器人领域的应用?我希望这本书能够提供一套系统性的理论框架和方法,帮助我更好地理解和解决机器人系统中的振动问题,从而设计出更高效、更可靠的机器人。

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我是一名对工程力学充满热情的学生,正在攻读机械工程专业。振动学是我课程中一个既重要又相对抽象的科目,我一直在寻找一本能够将理论与实际工程应用紧密结合的书籍,来加深我的理解。《振动理论与工程应用》这个书名,正是我所期待的。我希望这本书能够从最基础的单自由度系统开始,循序渐进地讲解多自由度系统、连续系统的振动,并深入到非线性振动和随机振动等更复杂的领域。更重要的是,我希望书中能够通过丰富的工程实例,展示振动理论在实际工程中的应用,例如在机械设计、故障诊断、结构健康监测等方面的应用。我希望这本书能帮助我建立起对振动现象的直观认识,理解那些复杂的公式和方程背后所代表的物理意义,并能够将所学知识应用于解决实际的工程问题,为我未来的学习和职业发展打下坚实的基础。

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我是一名机械工程师,日常工作中经常会遇到各种与振动相关的问题,例如设备在运行过程中产生的噪音和疲劳失效,或者在产品设计阶段如何避免共振导致的不良后果。因此,一本系统讲解振动理论并结合实际工程应用的著作对我来说至关重要。我之前阅读过一些关于振动控制的书籍,但总觉得理论部分有些晦涩,工程应用的部分又不够深入。而《振动理论与工程应用》这个书名,让我看到了希望。我非常期待书中能够详细阐述如何从数学模型建立、参数辨识到最终的振动控制策略制定。例如,对于非线性振动,它是如何处理的?在实际工程中,哪些先进的监测和诊断技术是基于振动原理的?书中是否会提供一些具体的工程案例,展示如何在实际项目中运用这些理论来解决问题?我希望这本书能够提供一套完整的解决思路和方法,让我能够更自信地应对工作中的挑战。不仅仅是理论推导,我更看重的是那些能够直接指导实践的“干货”,例如各种算法的实现步骤、关键参数的选取原则,以及不同应用场景下的最佳实践。

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刚刚收到这本书,迫不及待地翻开。封面设计简洁大气,透着一股严谨的学术气息。虽然我不是专业的振动研究者,但作为一名对工程领域充满好奇的读者,我一直对“振动”这个概念充满了兴趣。它无处不在,从我们日常生活中感受到的车辆颠簸,到精密仪器工作时的微小抖动,再到桥梁和建筑物在高风或地震时的摇晃,都离不开振动的原理。这本书的书名《振动理论与工程应用》直接点明了它的核心价值,既有深厚的理论基础,又有贴合实际的工程应用,这正是我所期待的。我尤其关注那些能够将抽象理论具象化的部分,比如通过图表、公式推导以及案例分析来解释复杂的振动现象。我希望这本书能够帮助我理解诸如共振、阻尼、模态分析等关键概念,并且能够将这些知识应用到我对某些工程问题的理解中,比如如何设计一个能够有效抑制振动的机械装置,或者如何评估一个结构的抗震性能。这本书的厚度也让我感到充实,预示着里面包含的内容会非常详尽,可以满足我对这个领域深入探索的愿望。拿到手里沉甸甸的,仿佛承载着无数工程师的智慧结晶。

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