Vibrations of Shells and Plates

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出版者:Marcel Dekker Inc
作者:Soedel, Werner
出品人:
页数:592
译者:
出版时间:2004-8
价格:$ 120.85
装帧:HRD
isbn号码:9780824756291
丛书系列:
图书标签:
  • 理论
  • 专业书
  • Shells
  • Plates
  • Vibrations
  • Structural Mechanics
  • Finite Element Analysis
  • Dynamics
  • Engineering Mechanics
  • Acoustics
  • Wave Propagation
  • Mechanical Engineering
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具体描述

With increasingly sophisticated structures involved in modern engineering, knowledge of the complex vibration behavior of plates, shells, curved membranes, rings, and other complex structures is essential for today's engineering students, since the behavior is fundamentally different than that of simple structures such as rods and beams. Now in its third edition, "Vibrations of Shells and Plates" continues to lay an analytical and computational foundation for the study of vibration in these structures."Vibrations of Shells and Plates, Third Edition" is updated with substantial new material reflecting advances made over the past decade since publication of the second edition. The author demonstrates how the vibration behavior of shells and plates differs from that of beams through theoretical development and examples. He also explains complicating effects on vibration such as the influence of rotation, shear, rotatory inertia, moment loading, residual stresses, and composite layers. New material includes the parabolic cylindrical shell, natural frequencies and modes, power series method, and explicit strain energy equations for many standard cases. Intended for graduate and post-graduate study in vibration, acoustics, noise control, and stress analysis, this textbook provides a strong foundation in vibration theory, offers analytical solutions that illustrate actual behavior of structures, and prepares students to perform finite element and finite difference analysis.

好的,这是一份关于《结构动力学导论:线性与非线性系统》的详细图书简介。 --- 《结构动力学导论:线性与非线性系统》 作者: [此处可插入虚构的作者姓名,例如:王力、张明] 出版社: [此处可插入虚构的出版社名称,例如:工程科学出版社] 页数: 约850页 开本: 16开 内容提要 本书是一部全面、深入探讨结构动力学基本原理与高级应用的教材及参考手册。它旨在为土木工程、机械工程、航空航天工程以及应用力学等领域的学生、研究人员和执业工程师提供坚实的理论基础和实用的分析工具。全书内容涵盖了从单自由度到复杂多自由度系统的振动分析,并重点阐述了线性系统理论的扩展,以及在工程实践中愈发重要的非线性动力学特性。 本书的结构设计充分考虑了学习的递进性。前几章着重于基础概念的建立和基本模型的构建,随后逐步过渡到更复杂的分析方法,如模态分析、数值积分技术以及系统识别等。 第一部分:基础与单自由度系统 本书的开篇部分致力于为读者奠定坚实的动力学基础。首先,对结构动力学在现代工程中的地位进行了界定,强调了时间效应和惯性力的重要性。 第1章:引言与基本概念 本章详细介绍了结构动力学的核心要素:质量、刚度、阻尼的物理意义及其在动力学模型中的体现。通过对结构响应时间历程的定性描述,引入了自由振动、受迫振动、瞬态响应和稳态响应等基本术语。 第2章:无阻尼单自由度系统 (SDOF) 这是构建动力学直觉的关键一章。详细推导了系统的运动微分方程,并求解了自由振动问题,定义了固有频率和自然频率。随后,系统研究了简谐荷载下的稳态响应,重点阐述了共振现象的物理机制及其危害,并引入了频率响应函数的概念。 第3章:有阻尼单自由度系统 本章将粘性阻尼引入模型。详细分析了不同阻尼状态(欠阻尼、临界阻尼、过阻尼)下的自由振动衰减特性,特别是对欠阻尼情况下的对数减衰率(Logarithmic Decrement)的推导和应用进行了详尽的阐述。针对受迫振动,本章深入讨论了阻尼对稳态响应幅值比和相位角的影响。 第4章:任意荷载下的瞬态响应 本章是通往多自由度系统分析的桥梁。重点介绍了求解任意激励下的系统响应的卷积积分(Duhamel 积分),这是线性系统时间域分析的核心工具。同时,本章也介绍了系统的单位脉冲响应函数及其在系统辨识中的潜在应用。 第二部分:多自由度系统分析 本书的核心内容聚焦于将实际工程结构抽象为具有多个自由度的离散化系统,并建立相应的矩阵动力学方程。 第5章:运动方程的建立与离散化 本章首先介绍了基于牛顿第二定律和拉格朗日方程的建模方法。重点阐述了有限元方法(FEM)在确定系统的质量矩阵 $[mathbf{M}]$、刚度矩阵 $[mathbf{K}]$以及阻尼矩阵 $[mathbf{C}]$中的应用。对于复杂结构,详细讨论了如何通过坐标变换和约束条件获得精确的自由度数。 第6章:无阻尼自由振动与模态分析 本章是模态分析的基石。详细推导了无阻尼、无激励情况下的特征值问题(即特征方程)。详细介绍了特征值(对应于系统的固有频率平方)和特征向量(对应于系统的振型或模态形状)的计算方法和物理意义。对正交性性质的证明是本章的重点。 第7章:有阻尼多自由度系统的求解 处理实际工程中的有阻尼问题是本章的难点与重点。详细介绍了模态叠加法,包括如何将耦合的微分方程组通过特征向量正交化转化为一组独立的单自由度方程。同时,本章也讨论了瑞利阻尼(Rayleigh Damping)的构建及其在模态分析中的局限性。 第8章:简谐荷载下的稳态响应 本章将模态分析应用于受迫振动问题,推导了系统的频率响应函数矩阵,并探讨了在共振区,系统响应如何被主导模态所控制。 第三部分:高级分析技术与数值方法 为了应对现代工程中复杂荷载和几何非线性,本书引入了高级的分析技术和数值求解工具。 第9章:地震工程中的响应分析 本章将理论应用于土木工程的核心领域。详细阐述了反应谱分析方法,包括模态响应的组合方法(如SRSS法和CQC法)。讨论了地震动输入的特性以及结构在地震作用下的能量耗散机制。 第10章:数值积分方法 对于无法通过解析方法求解的系统(尤其是非线性系统),本章详细介绍了时间域的数值积分技术。重点讲解了中心差分法、Runge-Kutta法,并对比了不同方法的稳定性和精度,特别是隐式(如Newmark-beta)和显式方法的适用场景。 第11章:几何与材料非线性 本章是结构动力学向高级非线性分析过渡的关键部分。讨论了P-Delta效应(二阶效应)如何导致刚度退化和非线性。在材料非线性方面,介绍了滞回模型(如双线性模型)对结构动力响应的影响,并概述了非线性动力分析(NDA)的迭代求解策略。 第12章:系统识别与参数估计 本章从实验角度切入,探讨如何利用实际结构的振动测试数据(如加速度响应)来识别系统的模态参数(频率、阻尼、振型)以及修正有限元模型中的刚度参数。 适用读者 研究生及高年级本科生(土木、机械、航空航天工程专业) 结构工程师、振动与噪声控制工程师 从事结构健康监测(SHM)和抗震设计的研究人员 本书特色 1. 理论与实践并重: 每一章都包含丰富的工程实例和计算示例,确保读者能将抽象的矩阵代数转化为具体的工程结论。 2. 清晰的数学推导: 对关键公式(如Duhamel积分、特征值问题)提供了严谨的数学证明,帮助读者理解公式背后的物理意义。 3. 现代分析技术的涵盖: 对非线性动力学和数值积分方法的介绍,确保了本书内容的前沿性和实用性。 本书结构严谨,论述详尽,是掌握现代结构动力学分析技能的必备参考书。

作者简介

Werner Soedel

Kenneth J. Herrick Professor of Mechanical Engineering

Department of Mechanical Engineering

Purdue University

West Lafayette, Indiana

Soedel, a native of Czechoslovakia of German nationality, earned master's and doctoral degrees from Purdue University. He earned his bachelor's degree from Staatliche Ingenieur Schule Frankfurt in Germany and also attended General Motors Institute for two years.

He had worked for Adam Opel AG and General Motors Corp. for six years before joining Purdue as a faculty member in 1967. Soedel is an internationally recognized scholar whose research focuses on the development and transfer of engineering science to compressor technology applied to refrigeration, air-conditioning and related fields. His work has resulted in more than 100 refereed journal publications and about 120 refereed conference proceedings and papers. He has been the North American editor and the Americas editor for the Journal of Sound and Vibration, the world's premier journal for research in sound and vibration.

目录信息

Chapter 1|06 pages
Historical Development of Vibration Analysis of Continuous Structural Elements
Chapter 2|44 pages
Deep Shell Equations
Chapter 3|13 pages
Equations of Motion for Commonly Occurring Geometries
Chapter 4|11 pages
Nonshell Structures
Chapter 5|70 pages
Natural Frequencies and Modes
Chapter 6|33 pages
Simplified Shell Equations
Chapter 7|29 pages
Approximate Solution Techniques
Chapter 8|49 pages
Forced Vibrations of Shells by Modal Expansion
Chapter 9|25 pages
Dynamic Influence (Green’s) Function
Chapter 10|20 pages
Moment Loading
Chapter 11|21 pages
Vibration of Shells and Membranes Under the Influence of Initial Stresses
Chapter 12|15 pages
Shell Equations with Shear Deformation and Rotatory Inertia
Chapter 13|43 pages
Combinations of Structures
Chapter 14|11 pages
Hysteresis Damping
Chapter 15|24 pages
Shells Made of Composite Material
Chapter 16|23 pages
Rotating Structures
Chapter 17|08 pages
Thermal Effects
Chapter 18|23 pages
Elastic Foundations
Chapter 19|11 pages
Similitude
Chapter 20|35 pages
Interactions with Liquids and Gases
Chapter 21|24 pages
Discretizing Approach
Index
· · · · · · (收起)

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