具体描述
《工程力学教与学》是全国广播电视大学职业教育教材建设委员会组织编写，是高职教育系列辅导教材之一，它适应了高职教育改革发展的需要，并根据当前课程改革的精神编写的。《工程力学》是一门与工程实际密切结合的基础学科，习题中很多事例是来自工程实际。对于一、二年级的高职学生来说，他们虽然在物理学中学习了一些力学知识，但在学习《工程力学》时，仍然要接受很多新概念、新理论和新思维。对学生来说，常常会出现“上课一听就懂，下课一做（习题）就错”的现象，究其原因，困难往往不在于基本理论概念的理解方面，而在于怎样应用已学过的工程力学基本理论来建立力学模型，从而选择适当的数学方法来求解解题思路方面的问题。因此，通过一定数量的工程实例和典型例题的讲解及一定数量的习题练习对学好《工程力学》这门课程是很必要的。
《结构动力学基础与应用》 内容简介： 《结构动力学基础与应用》一书，聚焦于工程结构在动态荷载作用下的响应与分析。本书旨在为土木、机械、航空航天等领域的工程师、研究人员及高年级本科生和研究生提供一套全面、深入且实用的理论框架与计算工具。 本书内容组织严谨，逻辑清晰，从最基础的单自由度系统动力学分析入手，逐步过渡到复杂的多自由度系统、连续介质结构以及实际工程中遇到的非线性问题。全书力求在理论深度与工程实践应用之间找到最佳平衡点。 第一部分：基础理论与单自由度系统 开篇详述了结构动力学的基本概念、运动微分方程的建立方法，以及常用的数学工具，如傅里叶变换和拉普拉斯变换在动力学问题求解中的应用。 重点章节深入剖析了单自由度（SDOF）有阻尼和无阻尼系统在简谐荷载、冲击荷载和任意荷载作用下的自由振动和受迫振动响应。详细阐述了固有频率、阻尼比的物理意义及其对系统响应的控制作用。通过大量的实例分析，清晰展示了共振现象的产生机制、危害性及初步控制思路。特别引入了“时程分析”的概念，为后续复杂系统分析奠定基础。 第二部分：多自由度系统动力学 本部分是本书的核心内容之一。首先，系统地介绍了多自由度（MDOF）系统的运动方程的建立，包括刚度法（位移法）和柔度法（力的间接法）在动力学问题中的应用。重点讲解了质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的形成过程，并以经典的梁、框架结构为例进行推导。 随后，深入探讨了模态分析（Modal Analysis）。详细阐述了特征值问题的求解（如子空间迭代法），固有频率和振型（Mode Shapes）的物理意义——即结构的基本振动形态。通过振型分解法，将复杂的MDOF系统响应分解为若干独立模态的响应叠加，极大地简化了瞬态动力学问题的求解。本部分还涵盖了模态阻尼（Modal Damping）的设定，特别是瑞利阻尼（Rayleigh Damping）的工程应用条件和局限性。 第三部分：连续体结构动力学与近似方法 针对实际工程中常见的梁、板、壳等具有无限自由度的结构，本书介绍了连续体动力学的基本原理。通过欧拉-伯努利梁理论和更精确的Timoshenko梁理论，推导了梁的动力学微分方程，并求解了不同边界条件下梁的固有频率和振型。 为了处理复杂几何形状和非均匀材料的结构，本书详细介绍了有限元方法（FEM）在动力学分析中的应用。重点讲解了时间积分方法，包括显式积分（如中心差分法）和隐式积分（如Newmark-$eta$法和Wilson-$ heta$法）。对不同积分方法的精度、稳定性和计算效率进行了详尽的对比分析。 第四部分：随机振动与抗震设计初步 随着工程对极端荷载响应要求的提高，本书专门设置了随机振动理论章节。在介绍随机过程基础（如功率谱密度函数、平稳随机过程）后，重点分析了结构在地震波、风荷载等随机激励下的稳态和瞬态响应，引入了均方值响应的概念。此部分对于海洋平台、高层建筑的可靠性分析至关重要。 结合工程实践，本书对结构抗震设计中的动力学概念进行了梳理，包括反应谱分析法（Response Spectrum Analysis）的原理、应用范围以及如何利用模态分析结果进行设计校核。 第五部分：非线性动力学与高级主题 为应对现实世界中结构刚度、阻尼和质量的非线性特性，本书的最后部分介绍了非线性动力学的基础。探讨了具有几何非线性和材料非线性（如塑性铰、材料损伤）的系统在动态荷载下的响应。重点介绍了逐步积分法（如能量平衡法、修正牛顿法）在求解非线性动力学方程中的应用。 此外，本书还涵盖了诸如结构振动控制的基本概念，包括被动控制（如隔震、消能减震）和主动控制（如调谐质量阻尼器 TMD）的动力学原理分析。 本书特点： 1. 理论深度与实用性并重： 理论推导详尽严谨，同时配以大量的工程案例和数值模拟示例，确保读者能够将理论知识转化为实际问题的解决方案。 2. 注重计算方法： 对有限元软件中使用的关键动力学算法（如模态提取、时间积分）进行了深入剖析，有助于读者理解和验证数值模拟结果。 3. 系统性强： 内容覆盖从一维到多维、从线性到非线性、从确定性到随机性的完整知识体系。 本书是结构工程、机械工程、土木工程等领域专业人员案头必备的参考书，亦是高等院校相关专业研究生课程的优秀教材。通过学习，读者将能全面掌握分析和预测复杂工程结构在动态环境（如地震、风、冲击、振动机械作用）下安全性和服役性能所需的全部理论与技术手段。
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