结构动态设计的矩阵摄动理论

结构动态设计的矩阵摄动理论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:科学
作者:陈塑寰
出品人:
页数:248
译者:
出版时间:2007-1
价格:68.00元
装帧:
isbn号码:9787030186980
丛书系列:
图书标签:
  • 结构动力学
  • 矩阵摄动
  • 动态设计
  • 结构分析
  • 振动理论
  • 模态分析
  • 工程力学
  • 有限元
  • 数值方法
  • 不确定性分析
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具体描述

《结构动态设计的矩阵摄动理论》主要内容:A matrix perturbation theory in structural dynamic design is presented in this book The theory covers a broad spectrum of subjects,the perturbaion methods of the distinct eigenvalues and repeated/close eigenvalues,the perturbation methods of the complexmodes of systems with real unsymmetric matrices,the perturbation methods of the defective/near defective systems,random eigenproblem and the interval eigenproblem for the uncertain structures.The contents synthesized the most recent research results in the structural dynamics.Numerical examples are provided to illustrate the applicationsof the theory in this book.

This book is recommended to graduates,engineers and scientist of mechanical,civil,aerospace,ocean and vehicle engineering.

《结构动态设计的矩阵摄动理论》 内容简介 本书深入探讨了在结构动力学设计领域中,如何系统性地分析和处理参数微小变化对系统整体动态响应所带来的影响。我们聚焦于“矩阵摄动理论”,这是一种强大且精密的数学工具,能够有效地量化和预测由结构材料属性、几何尺寸、连接刚度等非理想因素引入的系统性能漂移。 本书首先会从基础的结构动力学建模入手,回顾线性振动系统的基本概念,包括质量阵、刚度阵和阻尼阵的建立,以及特征值问题在确定结构固有频率和振型中的核心作用。在此基础上,我们将详细阐述矩阵摄动理论的数学框架,重点介绍一阶和高阶摄动方法,并推导其在特征值和特征向量上的摄动公式。理论推导部分将力求严谨,同时辅以清晰的数学表示,帮助读者理解理论的精髓。 随后,本书将展开一系列与结构动态设计紧密相关的实际应用。我们将分析参数不确定性对结构固有特性(如固有频率、阻尼比、振型)的影响,并探讨这些变化如何进一步影响结构的动态响应,例如在地震、风载或机械振动下的表现。通过矩阵摄动理论,读者将学会如何量化这些不确定性带来的风险,并为设计提供更可靠的依据。 针对工程设计中的实际挑战,本书还将深入讨论结构参数灵敏度分析。我们将推导用于计算结构动态响应参数灵敏度的表达式,并演示如何利用这些灵敏度信息来识别结构设计中的关键参数,从而指导优化设计过程。这包括如何通过调整特定参数来改善结构的动态性能,或者如何通过增加冗余度来降低对某一敏感参数变化的依赖性。 此外,本书还会涵盖摄动理论在结构损伤诊断和评估方面的应用。通过分析结构参数的微小变化,可以间接判断结构是否出现损伤,并评估损伤的程度和位置。我们将介绍基于摄动理论的损伤定位和量化方法,为结构的健康监测和安全评估提供理论支持。 为了更好地服务于实践,本书还将结合具体的工程案例进行分析。我们将选取不同类型的结构,例如桥梁、高层建筑、航空航器部件等,运用矩阵摄动理论对其动态特性进行深入研究。这些案例将涵盖从理论计算到数值模拟,再到与实际测量数据的对比验证,力求展现摄动理论在解决复杂工程问题中的强大能力。 在数值计算方面,本书也会提及一些常用的数值方法和软件工具,以辅助摄动理论的应用。虽然本书的重点在于理论的阐述和应用,但了解相关的数值实现方式有助于读者将理论知识转化为实际的工程设计和分析。 最后,本书将对矩阵摄动理论在结构动力学设计领域的未来发展方向进行展望,包括其在非线性动力学、随机动力学等更复杂问题中的潜在应用,以及与现代计算科学和人工智能技术的融合。 本书适合结构工程、机械工程、航空航天工程等相关领域的工程师、研究人员以及高年级本科生和研究生阅读。它将为读者提供一个系统、深入的视角,理解和掌握如何运用矩阵摄动理论来应对结构设计中的不确定性,优化结构性能,并提升结构的可靠性和安全性。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的结构安排极具匠心,它采用了从最简单的常微分方程摄动模型出发,逐步过渡到大型、离散化结构矩阵系统的复杂情景。这种由浅入深的布局,虽然使得前几章显得相对基础,但它实际上是在为后续章节中引入更高阶的摄动理论和近似方法打下不可动摇的地基。我尤其欣赏作者在介绍不同摄动方法(如维数递减法、施密特摄动法)时的对比分析,清晰地指出了每种方法的适用范围和计算效率的权衡。书中对如何处理非厄米系统中的摄动问题的探讨,更是让我眼前一亮,这在传统的结构动力学文献中是比较少见的深入讨论。它促使我反思,在模拟阻尼和非保守力场时,我们过去过度依赖的简化模型可能掩盖了关键的物理现象。这本书的阅读体验,如同攀登一座技术高峰,虽然过程艰辛,但每登高一步,视野都开阔一分,对整个结构动态领域的掌控感也愈发强烈。

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这本书给我的感觉,不是在“教”我如何计算,而是在“启示”我如何思考结构对外部激励的响应本质。它的深度已经远远超出了标准的研究生教材范畴,更像是一部为理论物理学家和应用数学家量身定制的结构动力学专著。我花了很长时间才消化完关于广义特征值问题在摄动下的稳定性分析部分,其中涉及到的微分流形和张量分析概念,着实让我感到有些吃力,但这正是这本书的价值所在——它毫不妥协地将读者引向了最前沿的数学工具箱。与市面上流行的侧重于软件应用的教材不同,此书完全聚焦于“为什么”和“如何从原理上解释”,而非“如何操作”。那些详尽的矩阵分解和对角化过程的推导,堪称教科书级别的示范。读完它,你会发现自己对结构振动模态的理解,从一个“已知结果”的接受者,转变为一个能够推导出其背后数学必然性的“理解者”。对于渴望进行原创性理论突破的研究人员,这本书是不可或缺的理论参考。

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坦白说,初次翻开这本书的封面时,我有些犹豫,因为“矩阵摄动理论”这个标题本身就透着一股令人望而生畏的学术气息。然而,一旦沉浸其中,那种严谨的逻辑推导和层层递进的论证过程,却产生了一种奇特的吸引力。这本书的叙述风格是极其内敛而精准的,没有冗余的词藻,每一个符号、每一个公式似乎都经过了千锤百炼才最终落定。它更像是一部学术“武功秘籍”,详尽地记录了如何通过微小的输入变化去探究系统的“内功心法”。我特别欣赏作者在处理非对称矩阵系统摄动时的章节,那里的数学技巧之高超,充分展现了作者在代数几何和数值分析领域的深厚功底。对于那些希望在有限元模型校准和实时损伤识别领域有所突破的读者来说,这本书提供的理论基础是坚实到可以作为未来数十年研究的基石。它挑战了我过去对“线性化”假设的依赖,迫使我重新审视在非线性力学问题中,局部线性近似的有效边界究竟在哪里。

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这是一本需要“慢读”的书,它不适合快速浏览,更像是一坛需要时间慢慢品味的陈年佳酿。我发现自己不得不反复阅读某些段落,甚至需要借助外部的线性代数参考书来确保对其中某些高级矩阵运算的完全掌握。这本书的魅力在于它的纯粹性,它几乎没有引入任何与核心理论无关的“背景知识”叙述,所有的内容都紧紧围绕着如何利用矩阵扰动来解析动态系统的灵敏度。那种对数学细节的执着和对物理意义的精准捕捉,使得这本书在学术界具有独特的地位。我特别留意到其中关于随机性摄动在结构可靠性评估中的应用章节,作者展示了一种将随机矩阵理论融入经典摄动框架的强大方法论,这对于处理工程中的不确定性问题具有极高的指导价值。总而言之,这本书不是一本速成指南,而是一份严谨的学术契约,它要求读者投入时间与精力,而作为回报,它将提供对结构动态设计核心机制的深刻、无可动摇的理解。

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这本关于结构动态设计的矩阵摄动理论的书籍,从我个人的阅读体验来看,它简直是一次对经典理论的深度挖掘与革新。作者似乎将传统的结构分析框架彻底打碎,然后用一种极为精妙的数学语言重新构建。特别是书中对那些微小扰动如何引发系统整体行为剧变的描述,那种细腻入微的分析手法,让人拍案叫绝。我印象最深的是关于特征值敏感性的那几章,作者并没有满足于给出标准公式,而是深入探讨了在不同边界条件和材料非线性影响下,这些摄动如何以一种非直观的方式影响结构的固有频率和振型。对于长期从事结构动力学研究的工程师来说,这本书提供了一个全新的、更具前瞻性的视角去理解和预测复杂系统在实际服役环境下的长期可靠性。它不是一本让你轻松入门的教科书,而更像是一本带领资深研究者进入理论前沿的导航图,要求读者具备扎实的线性代数和微分方程基础,但一旦掌握,其带来的洞察力是无可替代的。书中的图表和算例的选择也极具匠心,往往能用一个看似简单的例子,揭示出隐藏在复杂系统背后的深刻数学原理。

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