Dynamics of High-speed Railway Bridges pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Delgado, Raimundo (EDT)/ Calcada, Rui (EDT)/ Goicolea, Jose Maria (EDT)/ Gabaldon, Felipe (EDT)

出品人:

页数:176

译者:

出版时间:2008-10

价格:$ 146.84

装帧:

isbn号码:9780415467674

丛书系列:

图书标签:

• 高速铁路桥梁
• 桥梁工程
• 动力学
• 振动
• 风工
• 有限元分析
• 结构健康监测
• 列车-桥梁相互作用
• 承载力
• 耐久性

《高弹性结构动力学：现代桥梁与复杂系统的振动行为分析》 作者： [在此处填写作者姓名，例如：张伟，李明] 出版社： [在此处填写出版社名称，例如：精密工程技术出版社] 出版日期： [在此处填写出版日期，例如：2024年春季] --- 内容简介 本书《高弹性结构动力学：现代桥梁与复杂系统的振动行为分析》是一部深入探讨结构在动态载荷作用下响应的专业性著作。它聚焦于材料强度、结构几何形状与外部激励源三者之间复杂的相互作用，为理解和预测现代工程结构（特别是那些表现出显著高弹性特征的系统）的瞬态和稳态振动行为提供了坚实的理论基础与前沿的应用方法。 本书的撰写旨在填补当前结构动力学教材在处理极端非线性、高阶模态耦合以及快速变化载荷情景下的理论空白。我们摒弃了传统教科书中对线性和低频响应的过度依赖，转而深入研究高阶振动模式的激活、阻尼机制的复杂性，以及高弹性材料在极限应变率下的性能演变。 全书共分为八个主要章节，结构紧凑，逻辑严密，从基础的变分原理出发，逐步推导至复杂的随机振动分析。 第一章：高弹性体动力学基础与变分原理的现代应用 本章首先回顾了经典弹性力学中的基本假设，并立即将其拓展至高弹性或超弹性材料体系。重点阐述了拉格朗日变分原理在描述非线性弹性体动力学方程中的优越性。详细推导了描述材料内部应变率依赖性的本构关系，特别是对粘弹性体和高阻尼聚合物在冲击载荷下的瞬态响应进行了数学建模。本章强调了对应力波传播的初期分析，为后续章节中处理冲击和碰撞问题奠定基础。 第二章：复杂结构的空间离散化与有限元方法的拓展 本章专门讨论了如何将具有复杂几何形状和非均匀材料分布的结构转化为可计算的数学模型。重点关注非线性有限元（FE）方法在处理大变形和几何非线性问题时的挑战与解决方案。引入了高阶单元（如iFEM或无剖分方法）以提高对边界层和应力集中区域的精度。特别探讨了在动力学分析中，如何准确地离散化时间步进，以避免数值失稳，尤其是在处理快速激励下结构可能进入混沌状态的临界点。 第三章：模态识别、耦合振动与高阶模式激活 在许多实际工程问题中，系统的固有频率和阻尼比的精确获取是预测响应的关键。本章深入研究了模态识别技术（如Stochastic Subspace Identification, SSI）在噪声和非线性干扰下的鲁棒性。随后，核心内容聚焦于模态间的能量传递与耦合现象。通过对高阶模态的详细分析，揭示了在非均匀激励下，低阶主导模态如何通过非线性效应激活高频次的局部振动，并讨论了这种激活对整体结构疲劳寿命的潜在影响。 第四章：随机载荷下的结构响应分析与概率方法 现代工程结构常遭受不可预测的外部环境载荷（如湍流、地震波或随机冲击）。本章侧重于随机振动理论的现代应用。详细介绍了功率谱密度（PSD）方法在处理宽带随机输入时的局限性，并引入了更精确的随机有限元方法（SFE），用于处理材料参数和边界条件的不确定性。本章特别关注First-Order Reliability Methods (FORM)和Monte Carlo Simulation在评估高弹性结构失效概率方面的应用。 第五章：接触、碰撞动力学与非光滑系统分析 当结构部件发生接触或碰撞时，系统的动力学行为会发生剧烈的、非光滑的变化。本章构建了摩擦接触动力学模型，并分析了碰撞过程中的能量耗散机制。引入了互补问题（Variational Inequalities）来精确描述接触力的突变。对于高弹性材料之间的碰撞，重点分析了接触区域的超高应变率塑性和材料损伤的累积效应。 第六章：非线性振动、分岔理论与混沌现象 高弹性系统，尤其是在大振幅激励下，常常表现出显著的非线性特征。本章从庞加莱映射和李雅普诺夫指数的角度，系统性地探讨了结构的周期性振动、准周期振动以及完全的混沌行为。通过分析参数变化（如激励频率或阻尼系数）如何导致分岔点的出现，为工程师提供了避免系统进入不可控状态的设计指导原则。 第七章：主动与被动控制策略的动态优化 为了抑制高弹性结构可能出现的有害振动，本章探讨了先进的振动控制技术。在被动控制方面，详细分析了附加质量阻尼器（TMD）和局部减振器在高阶模态抑制中的设计优化。在主动控制方面，重点介绍了最优线性二次调节器（LQR）和自适应控制算法在实时补偿系统非线性和外部扰动方面的应用。控制器的设计与结构动力学模型的无缝集成是本章的核心。 第八章：先进传感与数据驱动的结构健康监测（SHM） 本章展望了如何利用现代传感技术和数据分析方法来实时评估高弹性结构的动态性能。介绍了光纤布拉格光栅（FBG）传感器网络在捕捉高频振动信号方面的优势。更重要的是，本章提出了基于状态估计的系统辨识方法，用于在线识别结构参数的变化，并利用深度学习模型对历史动态数据进行模式识别，以提前预警潜在的结构退化或异常振动模式的出现。 --- 本书特色： 本书的独特之处在于其对“高弹性”这一概念的深入解构，超越了传统教科书中对“小变形假设”的依赖。它强调了非线性、高频模态、材料本构关系不确定性在现代工程系统动力学分析中的核心地位。本书的理论推导严谨，并辅以大量精心挑选的工程案例分析（例如：复杂复合材料机构的冲击响应、高精度仪器的微振动隔离等），旨在为研究生、结构工程师、振动控制专家以及从事材料科学研究的学者提供一个全面、前沿且实用的参考工具。 目标读者： 结构工程、机械工程、土木工程、航空航天工程及应用数学相关领域的研究生、博士后研究人员、以及需要处理复杂结构动力学问题的设计与分析工程师。

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