滞迟振动系统及其工程应用

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出版者:科学出版社
作者:白鸿柏
出品人:
页数:250
译者:
出版时间:2002-1
价格:40.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787030091093
丛书系列:
图书标签:
  • 滞迟振动系统
  • 振动
  • 滞迟系统
  • 非线性动力学
  • 工程应用
  • 控制
  • 建模
  • 仿真
  • 结构动力学
  • 机械工程
  • 系统辨识
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具体描述

《滞迟振动系统及其工程应用》详细论述了振动工程中广泛存在的滞迟振动系统及其工程应用。主要内容涉及:具有复杂泛函本构关系的钢丝绳类滞迟元件的建模、参数辨识;各种滞迟系统在简谐激励、随机激励和冲击激励下的响应计算;钢丝绳类滞迟元件在减振、缓冲等工程领域的应用等。

《结构动力学基础与案例分析》 本书旨在为读者提供一个全面而深入的结构动力学理论框架,并结合丰富的工程实例,帮助读者理解和掌握结构在动态载荷作用下的响应规律。内容涵盖了从基本概念到高级应用的完整体系,适合土木工程、机械工程、航空航天工程等相关领域的学生、研究人员和工程师。 第一章 绪论 本章将首先介绍结构动力学的基本概念和研究意义,阐述为何在工程设计中需要考虑结构的动力响应。我们将探讨不同类型的动态载荷,如地震、风、机械振动、爆炸等,并说明它们对结构安全性和性能可能产生的影响。随后,本章将概述结构动力学的发展历程,从早期的理论萌芽到现代的计算方法,为读者建立起历史的认知。最后,我们将展望结构动力学在未来工程领域的应用前景,强调其在提升结构韧性、保障人民生命财产安全方面的重要作用。 第二章 单自由度系统 作为结构动力学的入门,本章重点讲解最简单但最基础的动力学模型——单自由度系统。我们将详细推导和阐述自由振动、受迫振动以及阻尼振动等核心概念。通过对质量-弹簧-阻尼器的数学建模,我们将揭示系统的固有频率、阻尼比等关键参数如何影响其动力响应。本章将深入分析不同激励形式(如简谐激励、瞬态激励)下系统的响应特性,并通过推导稳态响应和瞬态响应的解析解,帮助读者理解系统行为的内在规律。此外,还将介绍能量法等其他分析方法,拓宽读者的分析思路。 第三章 多自由度系统 本章将研究更为复杂的结构动力学模型——多自由度系统。我们将介绍自由度、质量阵、刚度阵和阻尼阵等系统参数的定义及其组装方法。核心内容将围绕多自由度系统的振动模态展开,包括固有频率和振型,并详细讲解如何通过特征值分析等方法求解这些参数。随后,我们将探讨多自由度系统的受迫振动问题,介绍模态叠加法、直接积分法等主要求解技术,并分析不同激励源(如地面运动、机械设备振动)对多自由度系统响应的影响。本章还将涉及系统的阻尼比取值原则及其对响应的影响。 第四章 连续系统的动力学 本章将把研究范围从离散系统扩展到连续系统,例如梁、板、壳等。我们将引入弹性力学和振动理论的相关知识,推导描述这些连续结构振动行为的偏微分方程。重点将围绕梁的自由振动和受迫振动展开,包括横振动和轴向振动,讲解如何利用边界条件求解系统的固有频率和振型。本章还将介绍如何将连续系统离散化,以便于利用多自由度系统的求解方法进行分析,为后续的数值计算打下基础。 第五章 结构动力学分析方法 本章将详细介绍结构动力学分析的常用方法。我们将重点讲解模态分析,包括模态的提取、解释及其在动力学分析中的应用。随后,将深入探讨时域分析方法,如直接积分法(如Newmark法、Wilson-θ法)和模态叠加法,分析各自的优缺点以及适用范围。对于频率域分析,我们将介绍傅里叶变换、功率谱密度等概念,并阐述如何利用这些工具分析结构在随机振动作用下的响应。此外,本章还将简要介绍谱分析方法在地震工程中的应用。 第六章 阻尼及其影响 阻尼在结构动力学中扮演着至关重要的角色,本章将对其进行深入探讨。我们将详细介绍不同类型的阻尼,包括结构阻尼、材料阻尼、空气阻尼和粘滞阻尼等,并阐述其物理机理。我们将重点研究阻尼对系统动力响应的影响,例如阻尼如何减小振幅、提高稳定性以及影响系统频率。本章还将介绍阻尼的建模方法,例如瑞利阻尼、对角阻尼等,并讨论如何通过实验方法识别和量化阻尼参数。 第七章 结构动力学在工程中的应用 本章将聚焦于结构动力学在实际工程中的广泛应用。我们将通过具体案例,展示如何运用结构动力学原理解决工程问题。 地震工程: 详细分析地震动对建筑、桥梁等结构的影响,介绍场地效应、反应谱分析、时程分析等方法,并讨论抗震设计原则和减震技术,如隔震和消能减震。 风工程: 讲解风荷载的特性及其对高层建筑、桥梁、海洋平台等结构的作用,介绍风振响应分析方法,并探讨防风设计策略。 机械振动: 分析工业设备、发动机、车辆等产生的振动对结构的影响,讲解振动隔离、减振和噪声控制技术。 结构健康监测 (SHM): 介绍如何利用结构的动力学特性变化来监测结构的健康状况,包括基于模态参数识别的方法,以及在桥梁、飞机等结构中的应用。 冲击与爆炸响应: 简要介绍结构在冲击和爆炸载荷下的动力响应特性,以及相应的防护设计考虑。 第八章 有限元法在结构动力学中的应用 本章将重点介绍有限元法(FEM)作为现代结构动力学分析的核心工具。我们将回顾有限元法的基本原理,并详细阐述如何将其应用于结构动力学问题。内容包括: 结构离散化: 如何将连续或复杂的结构划分为有限的单元。 单元动力学方程建立: 如何推导梁单元、杆单元、板单元等的质量阵、刚度阵和阻尼阵。 整体动力学方程组装: 如何将各单元方程进行组装,形成结构的整体动力学方程。 求解方法: 结合有限元法,重温模态分析、时域分析(直接积分法、模态叠加法)和频域分析在有限元模型上的实现。 软件应用: 介绍常用的有限元分析软件(如ANSYS, ABAQUS, SAP2000等)在结构动力学分析中的具体操作和应用技巧,包括模型建立、载荷施加、求解器选择和结果后处理。 第九章 随机振动分析 本章将深入探讨结构在随机激励下的动力响应。我们将介绍随机振动的基本概念,如平稳随机过程、自相关函数、功率谱密度等。随后,我们将讲解如何描述随机载荷,例如风荷载、海浪载荷以及地震动等。在分析方法方面,我们将介绍基于功率谱密度的频率域分析,以及如何计算结构的均方值响应、峰值响应等统计量。本章还将涉及蒙特卡洛模拟等数值方法,用于研究结构在极端随机载荷下的性能。 第十章 结构动力学参数识别与模型修正 本章将关注如何从实验数据中识别结构的动力学参数,并利用这些信息修正和完善动力学模型。我们将介绍基于实测振动数据的模态参数识别技术,包括频域方法(如FFT、PSD、ERA)和时域方法(如SSI)。随后,我们将讨论如何将识别出的参数与有限元模型进行对比,并采用模型修正算法(如基于灵敏度的修正)来提高模型的精度。本章还将阐述结构健康监测中参数识别的应用,以及如何利用这些信息进行损伤检测和评估。 第十一章 结构动力学的前沿与挑战 本章将对结构动力学领域的最新研究进展和未来发展方向进行展望。我们将探讨非线性动力学、声学-结构耦合、多物理场耦合等更复杂的动力学问题。此外,还将讨论人工智能(AI)和机器学习(ML)在结构动力学分析、预测和控制中的潜在应用。最后,我们将分析当前结构动力学研究面临的挑战,例如如何更精确地模拟复杂载荷、如何发展更高效的计算方法以及如何提升结构的智能性和自适应性。 通过以上章节的系统学习,读者将能够深刻理解结构动力学的核心理论,掌握各种分析方法,并能将其有效地应用于解决复杂的工程实践问题,从而为工程结构的安全性、可靠性和性能优化提供坚实的理论和技术支持。

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读后感

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用户评价

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我拿到《滞迟振动系统及其工程应用》这本书,首先吸引我的就是它结合了理论与实践的命名方式。我本身是一名在自动化控制领域工作的工程师,我深知在复杂的控制系统中,信号的传输延迟、执行器的响应滞后,这些“滞迟”现象是导致系统不稳定甚至失控的重要原因。因此,我非常期待这本书能够深入剖析这些滞迟是如何影响振动系统的动态特性的。书中是否会涉及一些经典的控制理论,比如PID控制,以及在存在滞迟的情况下,如何调整控制参数以达到最佳的控制效果?我对书中关于“系统辨识”和“模型建立”的部分尤其感兴趣。在实际工程中,我们往往很难获得一个完美的系统模型,而滞迟振动系统就更具挑战性。我希望这本书能提供一些实用的方法,帮助我们去辨识和建模这些具有滞迟特性的系统,从而能够进行有效的分析和设计。我更希望这本书能够给我带来一些“启发”,比如在设计更加鲁棒的控制算法时,如何将滞迟的影响纳入考量,或者在进行系统优化时,如何选择合适的执行器来减小滞迟带来的不利后果。我期待这本书能够成为我解决实际工程问题的“利器”,帮助我克服那些因滞迟而带来的挑战。

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从《滞迟振动系统及其工程应用》这本书名来看,我最先想到的是那些需要精密运动的微机电系统(MEMS)或者纳米科技领域。在这些极其微小的尺度上,材料的非线性特性和能量的耗散方式会变得更加显著,从而可能引入各种形式的“滞迟”效应。我非常好奇,作者将如何从微观层面解释滞迟振动的产生机制。例如,摩擦力、表面吸附、或者量子隧穿效应,是否会在这些微小系统中扮演重要角色?我对书中关于“动力学建模”和“参数辨识”的内容充满期待。在微纳尺度下,精确地测量和建模这些滞迟效应是极具挑战性的。我希望这本书能够提供一些创新的方法,帮助我们去理解和描述这些系统的复杂行为。更重要的是,关于“工程应用”,我希望能看到一些具体的例子,比如在微型传感器、微型驱动器或者纳米机器人的设计中,如何有效地控制或利用滞迟振动来提升器件的性能。我希望这本书能为我打开一扇窗,让我窥见在微观世界里,那些看似微不足道的“滞迟”,如何能够产生如此巨大的工程影响力。

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翻开《滞迟振动系统及其工程应用》这本书,我的脑海里首先浮现的是那些宏伟的工程奇迹,比如跨海大桥、摩天大楼,还有那些精密复杂的航空航天器。我知道,在这些庞然大物的背后,隐藏着无数精妙的科学原理和工程技术。而“滞迟振动”,这个词听起来就充满了挑战性,它暗示着一种不那么直接、不那么线性、甚至可能带有一定“副作用”的动态行为。我非常想知道,作者是如何将如此专业和抽象的概念,与这些具体的工程应用联系起来的。书中会不会详细解析,例如在高层建筑的设计中,如何考虑到风荷载引起的结构滞迟响应?在航空器的设计中,飞行控制系统中的信号延迟,是如何影响飞机的稳定性和操控性的?我尤其关心的是,这本书会不会提供一些关于“系统辨识”和“故障诊断”的内容,比如通过监测系统的振动特性,来判断是否存在滞迟振动,以及这种滞迟振动是否已经对系统的性能产生了不利影响。我希望这本书能够像一本“工程诊断手册”,教会我如何“听诊”一个系统的“脉搏”,从而提前发现并解决潜在的问题。对书中的图表和案例分析,我也有着很高的期待,希望它们能清晰直观地展示滞迟振动的发生机制和影响。

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当我看到《滞迟振动系统及其工程应用》这本书时,我的脑海里立即联想到的是那些具有复杂动力学行为的材料和结构。比如,在地震工程领域,土壤的非线性响应和建筑结构的固有频率,以及它们之间可能产生的滞后效应,对结构的抗震性能至关重要。我非常想知道,这本书是否会深入探讨这种滞迟现象的物理根源,例如材料的塑性变形、粘滞阻尼,或者能量在结构中的传递和耗散过程。我特别期待书中能够提供一些具体的案例分析,比如在桥梁、隧道等大型基础设施的设计中,如何考虑到土体动力学中的滞迟效应,以确保结构的稳定性和安全性。我对书中关于“建模与仿真”的部分抱有很高的期望。我希望这本书能够提供一些先进的数值模拟方法,用来预测和分析滞迟振动系统的行为,并且能够与实际的实验数据进行对比验证。我希望这本书不仅能让我理解“滞迟”的原理,更能让我学会“如何量化”这种滞迟,以及“如何利用”这种理解去设计出更安全、更可靠的工程结构。我期待这本书能为我提供一个全新的视角,去理解和应对那些在复杂环境下可能出现的振动问题。

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这本书《滞迟振动系统及其工程应用》,让我产生了极大的好奇。在我看来,任何一个动态系统,如果它的响应不仅仅是当前输入的一个瞬时函数,而是与过去的输入或者状态有关,那么它就可能存在“滞迟”的特性。这在很多复杂的工程领域中都非常常见,但往往又难以捉摸。我特别希望这本书能提供一些“通用”的分析框架,能够将各种看似不同的滞迟现象统一起来,从而形成一套系统的理论体系。例如,在信号处理领域,滤波器的延迟,在通信系统中,信道的传输延迟,在图像处理中,像素之间的关联性,这些是否都属于广义的“滞迟”范畴?我希望书中能提供一些强大的数学工具,比如拉普拉斯变换、Z变换,或者更复杂的泛函微分方程,来描述和分析这些滞迟系统。更重要的是,我希望它能教会我如何“设计”一个能够有效处理或者利用滞迟的系统,无论是在优化性能,还是在提高稳定性方面。我期待这本书能够为我提供一种“全局性”的视角,让我能够更深刻地理解工程世界中那些隐藏的、与时间相关的复杂联系。

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说实话,拿到《滞迟振动系统及其工程应用》这本书,我最期待的是它在实际工程问题上的“落地”能力。我不是一个纯粹的理论研究者,我更关注的是这些理论知识如何能够转化为解决实际问题的工具。比如,在机械设计领域,一台设备在高速运转时,如果存在滞迟振动,那可能会导致零件的加速磨损,甚至引发灾难性的故障。那么,这本书里会不会提供一些计算滞迟振动影响的通用方法?有没有具体的案例分析,比如某个特定类型的发动机或者传动系统,是如何因为滞迟振动而出现问题的,又是如何通过某种设计上的改进来解决的?我对书中可能包含的仿真模拟和实验验证部分也充满了兴趣。理论推导固然重要,但最终能否在现实世界中得到验证,才是衡量一门学问是否真正有价值的关键。我希望书中不仅仅是停留在“什么”是滞迟振动,更要深入到“为什么”会产生滞迟振动,以及“如何”应对这种振动。如果书中能够提供一些判断系统是否会发生滞迟振动的准则,或者给出一些设计上的“黑名单”,那对我来说将是极其宝贵的财富。我希望能在这本书里找到一种实用的、能够指导工程实践的思路和方法,让那些看似“玄乎”的滞迟振动,变得可以被理解、被预测、被控制。

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当我看到《滞迟振动系统及其工程应用》这个书名时,我最先想到的是那些在高速运行状态下,需要极其稳定的机械设备。比如,高速列车的车轮与轨道之间的相互作用,以及高速旋转的涡轮机叶片。我知道,在这些关键部件的运动过程中,微小的振动都可能被放大,并可能因为滞后效应而产生更加复杂和难以预测的动态行为。我非常好奇,这本书将如何深入探讨这些“滞迟”是如何形成的。是材料本身的非线性特性,还是系统内部的能量耗散机制,亦或是外界激励的传递过程中的延迟?我希望书中能够提供清晰的物理图像,让我能够理解这些滞迟的根源。更重要的是,关于“工程应用”的部分,我期待着能够看到具体的例子,比如如何通过优化材料的阻尼特性来抑制滞迟振动,或者如何设计反馈控制系统来补偿信号传输的延迟,从而提高系统的稳定性。我希望这本书不仅能告诉我“滞迟振动是什么”,更能告诉我“如何巧妙地利用或规避它”,从而在实际工程中实现性能的提升。我期待这本书能给我带来一些“灵感”,让我能够从更深层次去理解和设计那些需要极端稳定性的工程系统。

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当我看到《滞迟振动系统及其工程应用》这本书时,我脑海里立即浮现的是那些流体动力学和空气动力学中的复杂现象。例如,飞机机翼在高速飞行过程中,气流的附着与分离,以及由此产生的非线性动力响应,可能就会涉及到“滞迟”的概念。我非常想知道,书中是否会深入探讨流体与固体相互作用时产生的滞迟效应,比如涡流诱导振动,或者动翼失速。我对书中关于“稳定性分析”和“非线性动力学”的部分充满好奇。我希望这本书能够提供一些定性的、以及定量的分析方法,来预测和评估滞迟振动对航空器、船舶等载体性能的影响。我特别关注书中是否会介绍一些能够有效抑制或利用这些滞迟效应的设计技术,例如通过改变翼型、增加阻尼材料,或者设计主动控制系统。我希望这本书能够为我提供一个更深层次的理解,让我明白在高速流体环境中,那些看似随机的振动,背后隐藏着怎样的“滞迟”规律,以及如何通过工程手段去驾驭它们。

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这本书,我拿到手的时候,就觉得名字挺有分量的,《滞迟振动系统及其工程应用》。我是一个对工程领域,尤其是那些看似抽象但实际影响巨大的学科,有着浓厚兴趣的读者。拿到这本书,我最先想到的就是,这“滞迟”两个字,到底意味着什么?在振动这个概念里,时间和相位之间的延迟,是如何影响系统的行为的?我脑海里立刻浮现出各种工程场景:桥梁在风中摇摆,飞机在气流中颠簸,甚至是我们日常生活中洗衣机运行时的震动。这些看似随机的振动,背后一定有其规律,而“滞迟”很可能就是解开这些规律的关键。我迫不及待地想知道,作者是如何从理论层面解释这种滞迟现象的,是用数学模型,还是更直观的物理原理?而且,它不仅仅是理论,更强调“工程应用”。这就意味着,这本书不仅仅是给学者看的,更是给工程师、设计师,甚至是想要理解我们身边工程奇迹的普通人准备的。我期待书中能够深入剖析滞迟振动在各种实际工程问题中的具体体现,例如结构动力学、机械设计、甚至可能是控制系统领域。它会像一把钥匙,打开我对于这些复杂工程现象的理解之门吗?我非常好奇,这本书会不会详细讲解如何识别、量化和控制滞迟振动,以及在设计阶段如何规避其潜在的负面影响。我希望这本书能给我带来的是一种清晰的、系统的认识,而不是零散的知识点。

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《滞迟振动系统及其工程应用》这本书,从名字上就给我一种“严谨”和“实用”的感觉。我是一名在生物医学工程领域工作的研究者,我深知在人体内部,许多生理过程都伴随着复杂的振动和能量传递,而这些过程很可能受到“滞迟”效应的影响。例如,心脏的搏动、血液的流动,甚至是骨骼在受力时的微小变形,都可能存在时间上的延迟,从而影响系统的整体动力学行为。我非常期待书中能够从工程的角度,去解释这些生物系统中的滞迟现象。例如,在设计人工心脏瓣膜时,如何考虑到血液流动的滞迟效应,以减小对血液的损伤?在开发假肢时,如何模拟和补偿人体肌肉和关节的滞迟响应,以实现更自然的运动?我希望这本书能提供一些跨学科的洞见,让我能够将力学、控制理论与生物医学工程相结合,去理解和解决那些在人体内发生的复杂振动问题。我期待这本书能给我带来一些“启发”,让我能够从更科学、更系统的角度,去理解生命体的动态运行机制。

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