工程力学复习与训练 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:高健

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页数:0

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价格:25.00元

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isbn号码:9787114063169

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《结构动力学基础与应用》简介 本书旨在为高等工科院校力学、土木工程、机械工程、航空航天工程等专业本科生及研究生提供一套全面、深入、兼具理论深度与工程实用性的结构动力学学习资料。 结构动力学作为研究物体或结构在随时间变化的载荷（如地震、风荷载、冲击、往复运动等）作用下的动力响应规律的学科，是现代工程设计中不可或缺的关键技术支撑。本书立足于严谨的力学原理，紧密结合工程实际需求，力求构建一个清晰、系统的知识体系。 第一部分：动力学基础与单自由度系统分析 本书的开篇聚焦于结构动力学的基本概念和分析方法。首先，我们详细阐述了自由振动和受迫振动的物理内涵、判定标准以及基本描述方程——运动微分方程的建立过程。这部分内容不仅涵盖了线弹性体系，也引入了考虑结构阻尼（如粘性阻尼、库仑阻尼）的必要性与模型选择。 单自由度系统（SDOF） 是理解所有复杂动力学问题的基石。本书将大量的篇幅投入到对 SDOF 系统的深入剖析中。我们首先从经典的自由振动分析入手，推导出特征方程、固有频率和固有周期的精确解法。随后，进入核心的有阻尼自由振动分析，重点讨论欠阻尼、临界阻尼和过阻尼三种情况下的响应特性，特别是对数减 freien 衰减规律的物理意义进行透彻解析。 在受迫振动分析中，本书详尽讲解了简谐荷载作用下的稳态响应。通过复数模态法和相角分析，读者将掌握如何精确计算结构的振幅、相位滞后以及共振现象的危害。此外，我们特别引入了冲击响应（瞬态响应） 的分析方法，例如利用狄拉克-德尔塔函数模拟的脉冲激励，这对于理解碰撞和快速载入过程至关重要。 第二部分：多自由度系统（MDOF）的模态分析 随着结构复杂度的增加，多自由度系统（MDOF） 的分析成为必然。本部分是本书的理论核心之一。我们首先建立 MDOF 系统的整体运动方程，即经典的矩阵形式：$mathbf{M}ddot{mathbf{x}} + mathbf{C}dot{mathbf{x}} + mathbf{K}mathbf{x} = mathbf{f}(t)$。 模态分析（Modal Analysis） 是解决 MDOF 动力学问题的核心工具。本书系统地介绍了自由振动的模态分析过程，包括如何求解特征值问题（即质量矩阵 $mathbf{M}$、刚度矩阵 $mathbf{K}$ 的特征值和特征向量），并详细阐释了固有频率和振型（或称主振型） 的物理意义——它们代表了结构在特定频率下保持不变的振动形态。我们强调了振型矩阵的正交性及其在降维分析中的应用。 在求解有阻尼 MDOF 系统的受迫振动问题时，我们重点介绍了模态叠加法（Modal Superposition Method）。通过坐标变换将耦合的二阶微分方程组转化为一组不耦合的、独立的单自由度系统方程，极大地简化了计算过程。书中对阻尼矩阵的处理进行了深入探讨，包括经典阻尼（或称比例阻尼）和非经典阻尼的情况，并分析了非比例阻尼对模态解耦的影响及近似处理方法。 第三部分：连续体结构（无限自由度系统）的动力学 对于梁、板、壳等具有无限自由度的连续体结构，本书引入了一维波动方程和拉格朗日变分原理，为后续的分析奠定基础。 我们详细讲解了梁的自由振动问题，包括边界条件（如简支、固端、自由端）对固有频率和振型的影响。通过级数解法（傅里叶级数展开）和能量法（瑞利法），读者可以掌握计算连续体结构基本动力学参数的常用手段。 在受迫振动方面，本书讨论了如何利用已求得的模态（振型函数）对外部载荷进行模态展开，并使用模态叠加法求解瞬态响应和稳态响应，这为有限元法（FEM）的动力学分析提供了理论支撑。 第四部分：工程应用与高级主题 为了连接理论与工程实践，本书的后半部分着眼于结构动力学的关键应用领域： 1. 响应谱分析（Response Spectrum Analysis）： 这是抗震工程中最常用的分析方法之一。本书详细介绍了反应谱的物理定义、各种谱型的选择（如SDOF响应谱、多点输入响应谱），以及如何利用模态分析结果进行结构的快速评估，特别是在线性和非线性分析的过渡环节。 2. 时间历史分析（Time History Analysis）： 对于需要精确捕捉非线性效应或复杂时变荷载（如人工地震波）的结构，时间历史分析是必需的。书中详细介绍了直接积分法（如中心差分法、龙格-库塔法）求解动力方程的数值过程、稳定性和精度控制，并探讨了如何处理结构中的非线性特性，例如刚度的退化和阻尼比的变化。 3. 旋转机械的动力学： 针对机械系统，本书引入了回转体动力学的基础知识，包括陀螺效应、进动与章动，以及处理不平衡力、风扇叶片振动等问题。 4. 随机振动理论基础： 在面对风荷载、海洋波浪力等具有随机特性的载荷时，随机振动分析是必要的。本书初步介绍了平稳随机过程的基本概念、功率谱密度函数（PSD）的意义，并展示了如何计算结构的均方根响应和峰值响应。 本书的特点： 理论深度与工程实践的平衡： 每一个理论推导后，都紧接着工程实例或习题进行验证。 强调矩阵代数： 贯穿始终的矩阵表示法，为后续学习有限元动力学打下坚实基础。 丰富的习题资源： 每章末均附有大量的计算题和概念题，涵盖基础验证、推导深化和工程简化等多个层面。 通过对《结构动力学基础与应用》的学习，读者不仅能掌握解析求解简单结构动力响应的理论方法，更能理解现代工程结构设计中有限元动力学分析背后的物理机制和数学原理，为解决实际工程中的振动控制、抗震设计和可靠性评估问题提供强有力的工具。

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这本书的“复习”功能可以说是形同虚设。所谓的复习章节，与其说是对前述知识点的提炼和总结，不如说是对章节内容的简单复制粘贴。它没有提供任何有效的“记忆辅助工具”，比如关键公式的速查表、易错点警示，或者不同章节知识点之间的横向联系梳理。如果我带着一个模糊的概念去翻阅复习部分，期望能快速找到关键点并加以强化，结果往往是失望的。它只是再次罗列了一堆定义和公式，没有任何针对性的解读或简化。真正好的复习资料，应该能够帮助读者快速定位自己的薄弱环节，并提供针对性的练习来弥补不足。然而，这本书的复习部分只是在敷衍了事，显得极其敷衍。它更像是为了凑齐“复习与训练”这个书名而硬加上去的附属品，对于实际的知识回顾和巩固，几乎起不到任何实质性的帮助。

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作者在讲解力学概念时的语言风格，用‘晦涩’来形容都算是客气的了。他似乎沉浸在自己高度抽象的数学模型中，完全忘记了读者是通过物理直觉来理解这些概念的。举例来说，在解释变形协调条件时，他使用了大量的张量符号和复杂的微分方程组，却几乎没有用任何形象的比喻或者实际工程案例来辅助理解。我努力地去想象一个实际物体在受力后是如何变形的，但书中的文字描述总是停留在符号的层面，无法在我脑海中构建出一个清晰的物理图像。这种过度数学化的处理方式，使得很多原本可以清晰阐述的力学原理变得矫揉造作、难以接近。对于那些需要通过具体案例来建立物理图像的工程学习者而言，这本书就像一本用外星文字写成的说明书，你看到了公式，却完全不明白它在现实世界中意味着什么。

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这本书的排版简直是灾难，印刷质量也差得可以。拿到手的时候就感觉像是盗版书，纸张又薄又容易破损。更要命的是，里面的插图模糊不清，很多公式都印得歪歪扭扭，根本看不清楚细节。做习题的时候，看着这些模棱两可的图，真是让人抓狂。有时候，一个关键的受力图因为印制不清，完全无法判断力的方向和大小，这在做题时是致命的错误。我花了大量时间去猜测作者到底想表达什么，而不是真正去理解力学原理。如果是在考前复习，这种质量的书简直会让人心烦意乱，甚至影响考试心态。我记得有几道大题，题目描述本身已经够晦涩了，再加上模糊的图示，简直是双重折磨。出版社在质量控制上实在太敷衍了，对于一本涉及精确计算的专业教材来说，这种对待读者的态度是完全不能接受的。我强烈建议所有需要清晰图示和高质量印刷的读者，务必避开这个版本，否则你会为自己的选择后悔。

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这本书的内容组织逻辑简直像一团乱麻，完全没有循序渐进的感觉。它似乎是把所有知识点一股脑地塞在一起，然后期望读者自己去梳理其中的关联。初学者拿到这本书，恐怕会立刻产生强烈的挫败感。比如，第一章刚讲完静力学的基本概念，下一页就开始涉及应力应变分析的复杂内容，中间缺少了足够的过渡和基础练习来巩固前一阶段的知识。我花了很长时间才明白，原来作者在某一节中突然引入了一个在前面章节只是一笔带过的概念，却要求我们用它来解决当前的复杂问题。更别提它的理论推导过程了，很多关键的数学步骤直接被省略了，留下一句“显而易见”或者“通过积分可得”。对于我们这些需要步步为营理解推导链条的学生来说，这简直是无法接受的“黑箱操作”。这本书更像是给已经非常熟悉这门学科的专家准备的快速参考手册，而不是一本适合学习和理解的教材。

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习题部分的难度设置极不均匀，简直是“冰火两重天”。有些题目简单得像是中学物理的选择题，只需要套用一个公式就能得出答案，缺乏深度和应用性。而另一些题目，则直接跳跃到了研究生阶段才会接触的复杂边界条件和非线性分析，让人感觉像是在做两本完全不同的书的习题。更让人抓狂的是，书后提供的参考答案也常常是缺失或者错误的。我花了整个下午的时间，按照书上的答案去核对我的解题步骤，结果发现，很多时候是我的解法完全正确，而书上的答案直接给出了一个与我的推导结果相差甚远的数值。这种权威性的错误会极大地打击读者的自信心。当一个人反复确认自己的基础计算无误后，却发现是参考资料出了问题，那种耗费的时间和付出的精力都化为泡影的感觉，真的让人心灰意冷。这样的习题集，与其说是训练，不如说是折磨。

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