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isbn号码:9787894868435

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《工程动力学：原理与应用》 图书简介 《工程动力学：原理与应用》是一本面向高等院校工科学生的教材，系统性地阐述了工程领域中的动力学基本原理，并结合丰富的工程实例，深入探讨了这些原理在实际工程问题中的应用。本书旨在为读者打下坚实的动力学理论基础，培养其分析和解决复杂工程动态问题的能力。 核心内容概述： 本书共分为十五章，逻辑清晰，循序渐进，由浅入深地引导读者掌握动力学的核心概念。 第一部分：动力学基础 第一章 绪论： 引入动力学的基本概念，包括运动学和动力学，解释动力学在工程中的重要性，并概述本书的结构和学习目标。 第二章 运动学： 深入讲解描述物体运动的各种概念，包括位移、速度、加速度。重点介绍直线运动、曲线运动、相对运动以及刚体在平面内的运动（平动、转动、平面一般运动）。本章将通过大量图示和具体算例，帮助读者直观理解运动的描述。 第三章 动力学基本定律： 详细阐述牛顿运动定律，包括惯性定律、加速度定律和作用力与反作用力定律。在此基础上，引入功、能、动量、冲量等概念，并推导能量守恒定律和动量守恒定律。这些基本定律是解决一切动力学问题的基石。 第四章 质点动力学： 将前面学到的基本定律应用于质点动力学问题。通过分析质点在不同受力情况下的运动，如直线运动、曲线运动，以及与弹簧、阻尼等组成的系统。本章将重点训练读者运用运动方程和能量/动量守恒进行分析。 第五章 刚体动力学入门： 引入刚体的概念，解释刚体运动的复杂性。重点介绍刚体在平面内的转动，包括角速度、角加速度，以及刚体绕定轴转动的动力学方程。并初步介绍力的功和力矩的概念。 第二部分：刚体动力学进阶与分析方法 第六章 刚体平面一般运动： 拓展刚体动力学的研究范畴，涵盖平面一般运动，即平动与转动的组合。讲解利用相对速度和相对加速度法来分析平面一般运动，并推导平面一般运动的动力学方程。 第七章 功和能： 深入探讨功和能的概念在刚体动力学中的应用。详细分析各种力（恒力、变力、保守力、非保守力）所做的功，以及动能、势能等能量形式。推导刚体动能定理和机械能守恒定律，并展示其在解决工程问题中的优势。 第八章 动量和冲量： 阐述动量和冲量在刚体动力学中的作用。分析线动量和角动量，以及它们的变化与力、力矩的关系。推导刚体对某一轴的动量矩定理，并阐述动量守恒和角动量守恒定律的应用。 第九章 振动分析基础： 引入振动现象，这是许多工程领域中普遍存在的动态行为。介绍自由振动、受迫振动、阻尼振动等基本概念，并推导单自由度无阻尼自由振动的运动方程。 第十章 简谐振动： 重点分析简谐振动，这是最基本的振动形式。详细讲解简谐振动的特性，包括振幅、周期、频率、相位，并介绍其矢量法和解析法求解。 第三部分：高级动力学概念与工程应用 第十一章 阻尼振动： 考虑实际工程中普遍存在的阻尼效应，详细分析线性阻尼（粘性阻尼）对振动的影响。讲解过阻尼、临界阻尼和欠阻尼三种情况，并分析阻尼比等重要参数。 第十二章 受迫振动与共振： 分析外部周期性激励作用下刚体的受迫振动。重点讲解共振现象及其危害，并介绍如何通过改变系统参数来避免或减弱共振。 第十三章 虚拟位移原理与达朗贝尔原理： 介绍两种强大的动力学分析方法：虚拟位移原理和达朗贝尔原理。讲解这些原理的原理和应用，特别是在求解复杂系统的动力学方程时，它们的便捷性。 第十四章 刚体空间运动基础： 将动力学的研究对象拓展到三维空间。介绍刚体空间运动的基本概念，如欧拉角、角速度矢量、角加速度矢量，并初步介绍用矩阵方法描述刚体姿态变化。 第十五章 工程实例分析： 本章将前面所学的理论知识融会贯通，通过大量的实际工程案例，展示动力学原理的应用。例如，分析机械臂的运动、汽车悬架系统的动态响应、桥梁和建筑物的振动特性、飞行器姿态控制等。每个案例都将从建立动力学模型、列写运动方程、求解和结果分析等方面进行详细讲解。 本书特色： 理论严谨： 概念清晰，推导过程详尽，数学基础扎实。 例题丰富： 涵盖各种典型工程问题，帮助读者巩固理论知识，掌握解题方法。 图示直观： 大量精美的插图，帮助读者理解抽象的力学概念和运动过程。 应用导向： 注重理论与实践的结合，展示动力学在机械工程、航空航天、土木工程等领域的广泛应用。 语言精练： 叙述清晰，语言流畅，避免使用过于晦涩的术语。 适用对象： 本书适合机械工程、航空航天工程、土木工程、车辆工程、机器人工程等相关专业的本科生和研究生作为教材或参考书。同时，也适合从事相关工程技术工作的工程师阅读，以加深对动力学理论的理解，提升解决工程问题的能力。 通过学习《工程动力学：原理与应用》，读者将能够深刻理解物质运动的基本规律，掌握分析和解决复杂工程动态问题的系统方法，为未来的工程实践奠定坚实的理论基础。

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这本书的语言风格我个人非常欣赏，它保持了一种恰到好处的学术严谨性，但又避免了那种令人望而生畏的古板和僵硬。作者在解释一些关键的物理概念时，常常会使用一些形象的比喻，使原本枯燥的数学表达变得生动起来。例如，在描述阻尼的能量耗散机制时，那种类比处理，让人立刻就能在大脑中形成一个动态的画面。同时，在处理复杂的数学推导时，作者并没有完全依赖于公式的堆砌，而是穿插了大量的文字注解，解释每一步变换背后的物理意义，这对于避免读者陷入“为算而算”的误区至关重要。这种清晰、富有洞察力的文字表达，使得学习过程本身变成了一种享受，而非单纯的智力挑战。它体现了一种教育者的温度，让人感觉作者是真正希望读者能够理解，而不是仅仅记住结论。

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这本书的装帧设计颇具匠心，那种厚实的纸张和精细的印刷质感，初上手时便给人一种沉甸甸的专业感。封面选用的是一种低调的深蓝色，搭配着简洁的白色字体，透露出一种严谨而不失现代气息的学术风范。我尤其欣赏内页的排版，大量的图表和公式被清晰地布局在页面上，即便涉及复杂的动态系统分析，阅读起来也不会感到视觉上的疲劳。那些精细的剖视图和示意图，仿佛能让人直接触摸到机械部件的内部结构，辅助理解那些抽象的理论概念。看得出来，设计者在将复杂的工程知识转化为直观的视觉语言上下了不少功夫。这种对细节的关注，让人在翻阅过程中，能更专注于内容的深度，而不是被排版上的混乱所干扰。整体而言，这是一本从物理层面就致力于提供优质阅读体验的教材，让人愿意花时间去深入研读。

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这本书的叙事逻辑构建得极其流畅自然，作者似乎深谙如何引导一个初学者逐步攀登知识的高峰。开篇并未急于抛出复杂的傅里叶分析或模态理论，而是从最基础的单自由度系统振动说起，通过巧妙设置的实例，将“惯性”、“刚度”和“阻尼”这三大支柱概念融入生活化的场景中，使得抽象的物理量得到了具体的感性认知。这种循序渐进的手法，极大地降低了入门的心理门槛。随着章节的深入，作者展示了高超的“搭积木”能力，将前面建立的简单模型，通过矩阵方法和能量法等工具，巧妙地扩展到多自由度系统，每一步推导都如同精心设计的路线图，清晰可见，绝无半点含糊不清之处。读完一个章节，总有一种豁然开朗的感觉，知识的体系感非常强，让人感觉自己不是在被动接受信息，而是在主动构建一个完整的知识框架。

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作为一名长期从事工程实践的工程师，我通常对理论教材持有一种审慎的态度，因为很多书本知识与实际工况之间存在着难以逾越的鸿沟。然而，这本著作在理论与实践的结合点上做得尤为出色。它不仅详细推导了经典线弹性理论，更是在章节的末尾，设置了大量关于“非线性效应”、“随机激励响应”以及“结构健康监测中的振动应用”等前沿或实际工程问题探讨。我特别留意了其中关于实际设备中轴承缺陷识别的案例分析，其中引用的数据和处理方法，都带有鲜明的现场特征，而非教科书式的理想化模型。这种“知行合一”的编写风格，对于我们这些需要将理论迅速转化为解决实际问题的能力的人来说，是极其宝贵的财富。它不仅仅是在教授“是什么”，更是在启发我们思考“为什么”以及“如何处理异常情况”。

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我必须提到这本书在配套学习资源上的前瞻性布局。虽然我手里拿到的是纸质版本，但书中反复提及的那些用于模拟和数值分析的软件接口和数据文件，无疑极大地拓宽了学习的维度。它似乎在暗示，在现代工程领域，纸面上的计算已经无法满足需求，必须结合强大的计算工具。书中对有限元分析（FEA）在模态识别中的应用概述，虽然简要，但方向明确，足够引导有兴趣的读者去探索更深层次的数值模拟技术。这种对工具链的整合性介绍，体现了编撰者对当下工程教育趋势的深刻理解。它不仅仅是一本关于振动理论的参考书，更像是一个通往现代机械动力学实践领域的导航图，指引学习者如何将理论知识转化为可执行的工程解决方案。这种对未来技能的预设，是很多传统教材所欠缺的。

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