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出版者:清华大学出版社

作者:沈观林、胡更开

出品人:

页数:343

译者:

出版时间:2006-9

价格:34.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787302129868

丛书系列:高等院校力学教材

图书标签:

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《结构动力学与振动控制》 本书深入探讨了结构动力学的基础理论、分析方法以及振动控制的先进技术，旨在为读者提供一套系统而全面的知识体系，以应对现代工程设计中日益严峻的动力学挑战。 第一部分：结构动力学基础 本部分从最基本的动力学概念出发，逐步建立读者对结构动力学行为的深刻理解。 绪论： 阐述了结构动力学的研究意义、应用领域及其在土木工程、机械工程、航空航天等领域的关键作用。强调了理解结构在动态载荷作用下响应的重要性，并概述了本书的结构和学习路径。 单自由度体系动力学： 这是理解复杂结构动力学行为的基石。本章详细讲解了质量-弹簧-阻尼系统的动力学方程建立、自由振动（无阻尼和有阻尼）、强迫振动（简谐激励、任意激励、冲激响应）的解析解法，以及系统的固有频率、阻尼比和响应特性。通过丰富的算例，帮助读者掌握单自由度体系的响应分析。 多自由度体系动力学： 进一步扩展到具有多个自由度（即多个相互关联的位移和转角）的系统。本章介绍了多自由度系统的动力学方程推导方法，包括牛顿法、拉格朗日法和虚功原理。重点讲解了振动模态的提取（如矩阵迭代法、子空间迭代法），理解模态振型和固有频率在描述系统整体运动中的作用。讨论了模态叠加法在解决复杂结构动力学问题中的应用。 连续体系动力学（杆、梁、板）： 将动力学理论应用于实际工程中常见的连续弹性体。本章介绍了杆、梁、板等构件的动力学方程建立，重点关注梁的振动，包括自由梁、简支梁、悬臂梁等不同边界条件下的固有频率和模态振型分析。讲解了有限单元法（FEM）在求解连续体系动力学问题中的基本原理和应用，为读者提供一种通用的数值分析工具。 动力学建模与参数辨识： 强调了建立准确动力学模型的重要性，以及如何在实际工程中获取所需的动力学参数。本章介绍了不同工程问题的动力学建模策略，包括简化模型和精细模型的选择。详细阐述了利用实验数据（如传感器测量）对模型进行参数辨识的方法，如最小二乘法、最大似然法等，以提高模型预测的准确性。 第二部分：振动分析方法 本部分聚焦于实际工程中常用的振动分析技术，涵盖了时域、频域以及随机振动分析。 时域分析： 关注结构响应随时间的变化。本章深入讲解了直接积分法（如Newmark法、HHT法）在求解非线性动力学方程中的应用，分析瞬态响应。同时，讨论了傅里叶变换在分析周期性或非周期性激励下的响应中的作用。 频域分析： 将系统的响应从时域转换到频域，揭示系统对不同频率激励的敏感性。本章详细介绍了快速傅里叶变换（FFT）在工程实践中的应用，如频谱分析、功率谱密度（PSD）估计。讲解了系统的频率响应函数（FRF）的概念及其重要性，如何通过实验或数值计算获得FRF，并用于系统辨识和响应预测。 随机振动分析： 考虑实际工程中普遍存在的随机载荷（如风、地震、机械振动）对结构的影响。本章介绍了随机过程的基本概念，如均值、方差、自相关函数、功率谱密度。讲解了如何分析系统在随机激励下的输出统计量，如输出的PSD、方差，以及如何进行疲劳损伤评估。 第三部分：振动控制技术 本部分着眼于如何主动或被动地抑制结构的有害振动，提高结构的安全性、稳定性和使用性能。 振动控制基础理论： 介绍了控制系统理论的基本概念，如系统反馈、控制器设计、稳定性分析。讲解了反馈控制、前馈控制等基本控制策略。 被动控制技术： 探讨了无需外部能量输入的减振方法。本章详细介绍了阻尼器的原理和应用，包括粘滞阻尼器、摩擦阻尼器、金属屈服阻尼器等。讲解了隔振器的设计原则和应用，如何通过隔离振动源或敏感设备来减小振动影响。 主动控制技术： 介绍利用传感器、控制器和执行器来实时监测和调整结构响应的先进技术。本章详细讲解了反馈控制在振动控制中的应用，如PID控制器、状态反馈控制器。重点介绍了调谐质量阻尼器（TMD）和主动质量阻尼器（AMD）的工作原理和设计方法，以及其在减小结构共振响应中的显著效果。 智能材料与结构振动控制： 探讨了新型材料在振动控制中的应用潜力。本章介绍了压电材料、磁致伸缩材料等智能材料的特性，以及如何利用它们实现传感器、执行器甚至结构本身的自适应振动控制。 第四部分：工程应用与案例分析 本部分将理论知识与实际工程问题相结合，通过具体的案例展示结构动力学与振动控制的应用。 桥梁的动力学分析与抗风减振： 针对桥梁在风荷载下的动力学响应，如颤振、涡激振动等，进行详细分析，并介绍相应的减振措施，如空气动力学外形设计、风阻尼器安装等。 高层建筑的抗震设计与振动控制： 阐述高层建筑在地​​震作用下的动力学特性，讲解采用隔震、减震等技术来提高建筑物的抗震性能。 机械设备的振动监测与故障诊断： 介绍如何利用振动分析技术对机械设备进行状态监测，及时发现潜在故障，并采取相应的维修措施。 航空航天结构的动力学特性与振动控制： 探讨了飞机、卫星等航空航天结构在飞行和太空环境中的动力学响应，以及如何通过先进的振动控制技术来保证结构的可靠性和性能。 本书内容丰富，理论严谨，方法实用，并配有大量图表和算例，适合土木工程、机械工程、航空航天工程、材料科学等专业的研究生、高年级本科生以及相关领域的工程技术人员阅读。通过本书的学习，读者将能够掌握分析和控制结构动力学行为的关键技术，并将其应用于解决实际工程问题。

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我花了数月时间研读这本《复合材料力学》，可以毫不夸张地说，它重塑了我对工程材料的理解框架。它最吸引我的地方在于其严谨的数理逻辑与工程直觉的完美平衡。在谈论到剪切模量的确定性测试时，书中不仅给出了标准试验方法，还详细分析了试样制备误差对测试结果的影响，这种对细节的关注度，体现了作者对工程实践的深刻理解。对于那些希望从基础力学转向先进结构设计的人而言，这本书无疑是最佳的桥梁。它对多尺度建模的介绍，虽然篇幅不长，但其指引方向清晰，明确地展示了如何将微观纤维特性与宏观梁、板单元的性能联系起来。书中的习题设计也颇具匠心，难度递进合理，尤其是一些需要结合实验数据进行反推的开放性问题，极大地锻炼了我的独立分析能力。总而言之，这本书不仅是一本教材，更是一份深入探索复合材料世界的地图，指引方向，严谨可靠。

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如果说市面上大多数复合材料的书籍都是在介绍“是什么”，那么这本《复合材料力学》则在深入探讨“为什么会这样”以及“如何优化”。它的视角非常独特，侧重于材料本征性能的微观机制如何向上层级传递到宏观结构响应。我深感震撼的是其在非线性力学方面的处理方式。书中对大变形、几何非线性的讨论，引用了最新的研究成果，并用一套连贯的坐标变换体系来统一描述，这在许多传统教材中是很难见到的深度。另外，作者在介绍复合材料的各向异性特性时，使用了大量对比鲜明的例子来区分正交各向异性、横观各向异性，使得这些看似枯燥的轴定义变得生动起来。不过，我必须承认，关于复合材料蠕变和粘弹性行为的章节，处理得稍显保守，更侧重于经典模型，对于更先进的时间依赖性模型介绍不足，这或许是受限于篇幅或出版年代，但瑕不掩瑜，整体上它仍是一部里程碑式的著作。

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拿到这本厚重的《复合材料力学》时，我首先被它详尽的目录所吸引，它几乎涵盖了从基础到前沿的所有关键知识点。这本书的叙事风格非常“工程师导向”，它不是那种纯粹的数学推导集，而是时刻将理论与实际应用紧密结合。我尤其关注了其中关于纤维增强复合材料界面行为的部分，作者对于不同界面模型（如完美的粘合、存在微裂纹等）的数学描述和实验验证数据的对比分析，非常到位。书中对制造过程中的残余应力分析部分，简直是工程实践中的“圣经”——它详细解释了热胀冷缩差异如何影响最终结构件的性能，并且给出了修正系数的建议范围。虽然书中某些案例的计算过程略显冗长，但其详尽程度确保了读者能够完全跟踪每一步的数值求解过程，这对于我准备资格考试来说，无疑是巨大的加分项。这本书的排版清晰，索引做得极其到位，查找特定公式或概念非常方便，体现了编者对读者使用习惯的深切关怀。

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这本《复合材料力学》的阅读体验简直是一次智力的攀登，从头到尾都充满了挑战与惊喜。作者在开篇就展现了扎实的理论功底，将复杂的张量分析和本构关系描述得清晰而富有逻辑。我特别欣赏其中关于铺层设计与宏观力学性能之间关系的阐述，书中不仅罗列了大量的公式，更重要的是，它引导读者去理解这些公式背后的物理意义。例如，在分析层合板屈曲问题时，作者巧妙地引入了能量法和微分方程组的求解过程，每一步推导都严谨得让人找不到一丝瑕疵。然而，对于初学者来说，前几章的数学背景要求可能略高，需要花费额外的时间来消化那些密集的矩阵运算。但一旦跨过这道门槛，后面的内容——比如损伤力学和疲劳分析——便如豁然开朗般展现出工程应用的巨大潜力。这本书的图表绘制得非常精美，那些应力云图和失效模式示意图，极大地帮助了抽象概念的可视化。总而言之，这是一本需要沉下心来精读的教科书，而非快餐式的参考手册，它培养的是深入思考和解决实际工程难题的能力。

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这本书的阅读体验，更像是与一位经验丰富、知识渊博的导师进行深度对话。《复合材料力学》在处理失效准则的部分，采用了批判性的分析方法，它没有简单地推崇某一个失效模型（如 Tsai-Wu 或 Max Stress），而是逐一剖析了它们的适用边界、内在矛盾以及如何通过试验数据进行修正。这种不偏不倚、实事求是的态度，极大地提升了我对材料力学本质的认识高度。书中对复合材料的冲击响应和动态行为的分析，也做得非常出色，特别是在涉及材料阻尼和能量耗散路径的探讨上，提供了非常直观的物理图像。美中不足的一点是，本书在数值模拟（如有限元）的应用实例部分略显单薄，更多地停留在理论框架的构建上，如果能增加一些主流商业软件的输入文件格式或后处理分析示例，对于从事工程开发的读者来说，实用价值会倍增。尽管如此，它奠定的坚实理论基础，是任何高级应用研究的起点。

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好

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想要理解的话，建议结合导图加以理解。书中确实讲得比较细致，但是如果是工科的话，其实对自己要求先别那么高，学会运用后再往回推理解。仔细学没有那么难的。如果书中有辅助理解的导图就更完美了（自己总结印象更深）

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有的时候，连大学数学基础都没打好，何来读懂这些呢？ 不禁要反问自己。

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好

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有的时候，连大学数学基础都没打好，何来读懂这些呢？ 不禁要反问自己。