材料動(dòng)力學(xué)理論圖書目錄

第1章 緒言

1．1 材料動(dòng)力學(xué)

1．2 熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)在材料研究中的關(guān)系

第2章 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

2．1 化學(xué)反應(yīng)速率及其測(cè)定方法

2．1．1 化學(xué)反應(yīng)速率的定義

2．1．2 反應(yīng)速率表達(dá)式的幾種類型

2．1．3 反應(yīng)速率的測(cè)定

2．2 速率方程和速率常數(shù)

2．3 基元反應(yīng)和非基元反應(yīng)

2．3．1 基元反應(yīng)

2．3．2 非基元反應(yīng)

2．4 反應(yīng)級(jí)數(shù)和反應(yīng)分子數(shù)

2．4．1 反應(yīng)級(jí)數(shù)

2．4．2 反應(yīng)分子數(shù)

2．5 具有簡單反應(yīng)級(jí)數(shù)的反應(yīng)速率方程

2．5．1 一級(jí)反應(yīng)

2．5．2 二級(jí)反應(yīng)

2．5．3 三級(jí)反應(yīng)

2．5．4 零級(jí)反應(yīng)

2．6 化學(xué)反應(yīng)級(jí)數(shù)的測(cè)定方法

2．6．1 獲得時(shí)間-濃度數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)安排方式（時(shí)間級(jí)數(shù)測(cè)量）

2．6．2 獲得初濃度-初速率數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)安排方式（濃度級(jí)數(shù)測(cè)量）

2．7 復(fù)雜反應(yīng)速率方程

2．7．1 對(duì)峙反應(yīng)

2．7．2 平行反應(yīng)

2．7．3 連續(xù)反應(yīng)（串聯(lián)反應(yīng)）

2．8 阿倫尼烏斯方程和活化能

2．8．1 范特霍夫規(guī)則

2．8．2 阿倫尼烏斯方程

2．8．3 反應(yīng)速率常數(shù)與溫度的關(guān)系的幾種類型

2．8．4 活化能

2．9 反應(yīng)歷程和近似處理方法

2．9．1 穩(wěn)態(tài)近似和平衡態(tài)近似

2．9．2 反應(yīng)機(jī)理研究的一般步驟

2．10 化學(xué)反應(yīng)速率理論

2．10．1 雙分子反應(yīng)的簡單碰撞理論

2．10．2 過渡狀態(tài)理論

參考文獻(xiàn)

第3章 傳質(zhì)-擴(kuò)散

3．1 菲克定律

3．1．1 菲克第一定律及分子傳質(zhì)方程

3．1．2 菲克第二定律

3．2 穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散

3．2．1 等摩爾互擴(kuò)散

3．2．2 單向擴(kuò)散

3．3 非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散

3．3．1 一維無窮長物體中的擴(kuò)散

3．3．2 一維半無窮長物體中的擴(kuò)散

3．3．3 瞬時(shí)平面源的擴(kuò)散

3．4 擴(kuò)散的熱力學(xué)解釋

3．5 氣相中的擴(kuò)散

3．6 液相中的擴(kuò)散

3．7 固相中的擴(kuò)散

3．7．1 固體擴(kuò)散的微觀方式

3．7．2 擴(kuò)散系數(shù)的微觀表達(dá)

3．7．3 自擴(kuò)散

3．7．4 離子晶體中的擴(kuò)散

3．7．5 柯肯達(dá)爾效應(yīng)和達(dá)肯方程

3．7．6 擴(kuò)散系數(shù)的影響因素

3．8 快離子導(dǎo)體的導(dǎo)電原理

3．8．1 快離子導(dǎo)體的分類

3．8．2 結(jié)構(gòu)條件

3．8．3 離子傳導(dǎo)及擴(kuò)散

參考文獻(xiàn)

第4章 對(duì)流傳質(zhì)的基本概念

4．1 流體邊界層理論

4．1．1 速度邊界層

4．1．2 邊界層動(dòng)量積分方程

4．2 濃度邊界層

4．2．1 對(duì)流傳質(zhì)方程

4．2．2 平板上對(duì)流傳質(zhì)的近似解

4．2．3 平板上層流傳質(zhì)問題的分析求解（精確解）

4．2．4 圓管內(nèi)的層流傳質(zhì)

4．3 質(zhì)量、動(dòng)量和熱量傳遞的相關(guān)準(zhǔn)則數(shù)

4．4 湍流邊界層的質(zhì)量傳遞

4．4．1 湍流邊界層的三傳系數(shù)

4．4．2 質(zhì)量、動(dòng)量和熱量傳遞的類比

4．5 對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式

參考文獻(xiàn)

第5章 氣-固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

5．1 吸附與脫附

5．1．1 物理吸附和化學(xué)吸附

5．1．2 固體表面吸附規(guī)律——吸附等溫式

5．2 表面催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析

5．2．1 經(jīng)歷的動(dòng)力學(xué)步驟

5．2．2 表面催化反應(yīng)條件

5．2．3 表面催化動(dòng)力學(xué)

5．3 致密顆粒與氣體間的反應(yīng)

5．3．1 未反應(yīng)核模型及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)處理的一般方法

5．3．2 動(dòng)力學(xué)分析

5．4 多孔顆粒與氣體反應(yīng)

5．4．1 界面化學(xué)反應(yīng)控制

5．4．2 空隙擴(kuò)散控制

5．4．3 界面化學(xué)反應(yīng)和空隙擴(kuò)散混合控制

5．5 氣-固反應(yīng)研究方法

5．6 化學(xué)氣相沉積動(dòng)力學(xué)分析

5．6．1 化學(xué)氣相沉積簡介

5．6．2 化學(xué)氣相沉積的熱力學(xué)分析

5．6．3 表面擴(kuò)散

5．6．4 CVD反應(yīng)過程動(dòng)力學(xué)分析

5．6．5 CVD反應(yīng)裝置的選擇

參考文獻(xiàn)

第6章 液-固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)

6．1 電極反應(yīng)

6．1．1 ""電極/溶液""界面的基本性質(zhì)

6．1．2 采用理想極化電極研究""電極/溶液""界面

6．1．3 ""電極/溶液""界面的發(fā)展

6．1．4 電化學(xué)極化（電荷轉(zhuǎn)移步驟動(dòng)力學(xué)）

6．1．5 濃度極化概念

6．1．6 理想穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散條件的電流密度

6．1．7 穩(wěn)態(tài)對(duì)流傳質(zhì)控制下的電流密度

6．1．8 旋轉(zhuǎn)圓盤電極

6．1．9 穩(wěn)態(tài)濃度極化過電位與極化曲線

6．1．10 電遷移傳質(zhì)對(duì)穩(wěn)態(tài)電流的影響

6．1．11 非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過程

6．1．12 濃度極化和電化學(xué)極化共同作用影響

6．2 晶體生長動(dòng)力學(xué)

6．2．1 相變驅(qū)動(dòng)力——過飽和度和過冷度

6．2．2 均相形核熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)

6．2．3 非均勻（異相）形核

6．2．4 晶體生長的輸運(yùn)過程

6．2．5 晶體生長界面結(jié)構(gòu)理論模型

6．2．6 晶體生長界面動(dòng)力學(xué)

參考文獻(xiàn)

第7章 固相反應(yīng)

7．1 一般動(dòng)力學(xué)過程

7．1．1 固-固界面反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制

7．1．2 擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)控制

7．2 固-固相反應(yīng)速率的影響因素

7．2．1 反應(yīng)物化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)的影響

7．2．2 反應(yīng)物顆粒尺寸及分布的影響

7．2．3 反應(yīng)溫度、壓力和氣氛的影響

7．2．4 礦化劑及其他影響因素

7．2．5 反應(yīng)物活性

7．2．6 力學(xué)化學(xué)效應(yīng)

7．3 共析相變

7．3．1 共析相變

7．3．2 共析體相變的形核

7．3．3 共析體相變的形核后長大

7．4 固相燒結(jié)

7．4．1 燒結(jié)的定義與分類

7．4．2 燒結(jié)過程

7．4．3 燒結(jié)過程推動(dòng)力

7．4．4 燒結(jié)模型

7．4．5 固相燒結(jié)動(dòng)力學(xué)

參考文獻(xiàn)

材料動(dòng)力學(xué)是研究材料制備和應(yīng)用過程的基本動(dòng)力學(xué)規(guī)律、原理及研究方法的一門學(xué)問。李靜波、金海波主編的《材料動(dòng)力學(xué)理論》首先介紹了化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和傳質(zhì)理論的基礎(chǔ)知識(shí)，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)闡述了吸附與脫附、氣－固反應(yīng)、液－固反應(yīng)和固－固反應(yīng)的基本動(dòng)力學(xué)規(guī)律，結(jié)合上述動(dòng)力學(xué)理論對(duì)催化過程、固體電解質(zhì)導(dǎo)電、電池電極行為、化學(xué)氣相沉積、凝固、晶體生長、相變、固相燒結(jié)等與材料應(yīng)用和制備技術(shù)密切相關(guān)的動(dòng)力學(xué)過程予以分析和理解?！恫牧蟿?dòng)力學(xué)理論》著重培養(yǎng)學(xué)生利用動(dòng)力學(xué)原理和分析方法正確理解科研生產(chǎn)過程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)而解決實(shí)際科研問題的能力，強(qiáng)調(diào)科學(xué)性和實(shí)用性。

《材料動(dòng)力學(xué)理論》既可以作為材料科學(xué)與工程及相關(guān)專業(yè)的材料動(dòng)力學(xué)課程的本科和研究生教材，也可以供從事材料研究、生產(chǎn)和使用的科技人員參考。

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論及其在地震工程中的應(yīng)用基本信息

書 名: 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論及其在地震工程中的應(yīng)用

作　者：（美）肖帕（Chopra,A.K.）

出版社： 清華大學(xué)出版社

出版時(shí)間： 2009-6-1

ISBN: 9787302202189

開本： 16開

定價(jià): 90.00元

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論及其在地震工程中的應(yīng)用內(nèi)容簡介

《結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)——理論及其在地震工程中的應(yīng)用》是當(dāng)今結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方面的一本權(quán)威著作，目前美國土木工程學(xué)科的主流教材。

本書對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的基本知識(shí)、基礎(chǔ)理論給予了系統(tǒng)、全面的闡述，內(nèi)容深入淺出、循序漸進(jìn)，在系統(tǒng)介紹基本理論知識(shí)的同時(shí)，密切結(jié)合地震工程的實(shí)踐，對(duì)理論研究和工程應(yīng)用，乃至抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中的一些重要的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問題都給予了重點(diǎn)介紹，充分體現(xiàn)了理論聯(lián)系實(shí)際的風(fēng)格。書中還配有相當(dāng)數(shù)量的例題，對(duì)掌握和理解結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、地震工程學(xué)都會(huì)有很大幫助。

“第5版”特別介紹了國際地震工程尤其是結(jié)構(gòu)抗震學(xué)科在這段時(shí)期的發(fā)展趨勢(shì)，除新增加了“第22章”介紹十余年來基于性態(tài)的抗震設(shè)計(jì)理論的研究成果之外，并對(duì)大量章節(jié)進(jìn)行了修訂和補(bǔ)充，新增了國際上4部重要的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范在這期間或新增加或新修改的內(nèi)容。這些從結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的角度增加的前沿內(nèi)容，是在其他著作中或在規(guī)范本身內(nèi)容中很難獲得的背景知識(shí)，對(duì)從事抗震設(shè)計(jì)的廣大設(shè)計(jì)人員和師生彌足珍貴。

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論及其在地震工程中的應(yīng)用編輯推薦

本書特色

·本書是美國土木工程專業(yè)新一代主流教材。

·本書作者Anil K. Chopra教授為加州大學(xué)伯克利分校新生代教授和學(xué)科帶頭人、國際頂尖學(xué)者，目前擔(dān)任國際著名學(xué)術(shù)刊物《地震工程與結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)》（Earthquake Engineering and Structural Dynamics）主編。

·本書具有基本知識(shí)系統(tǒng)而全面、結(jié)合地震工程密切的特色，并輔以大量例題，適合我國高校作為原版教材使用。

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論及其在地震工程中的應(yīng)用圖書目錄

PARTⅠ SINGLE-DEGREE-OF-FREEDOM SYSTEMS

1 Equations of Motion,Problem Statement,and Solution Methods

2 Free Vibration

3 Response to Harmonic and Periodic Excitations

4 Response to Arbitrary,Step,and Pulse Excitations

5 Numerical Evaluation of Dynamic Response

6 Earthquake Response of Linear Systems

7 Earthquake Response of inelastic Systems

8 Generalized Single-Degree-of-Freedom Systems

PARTⅡ MULTI-DEGREE-OF-FREEDOM SYSTEMS

9 equations of Motion,Problem Statement,and Solution Methods

10 Free Vibration

11 Damping in Structures

12 Dynamic Analysis and Response of Linear Systems

13 Earthquake Analysis ofLinear Systems

14 Reduction ofDegrees of Freedom

15 Numerical Evaluation of Dynamic Response

16 Systems with Distributed Mass and Elasticity

17 introduction to the Finite Element Method

PARTⅢ EARTHQUAKE RESPONSE AND DESIGN OF MULTISTORY BUILDINGS

18 Earthquake Response of Linearly Elastic Buildings

19 Earthquake Response of lnelastic Buildings

20 Earthquake Dynamics of Base-lsolated Buildings

21 Structural Dynamics in Building Codes

APPENDLXA FREQUENCY-DOMALN METHOD OF RESPONSE ANALYSLS

APPENDLXB NOTATION

APPENDLXC ANSWERS TO SELECTED PROBLEMS

Index

1.分子機(jī)械動(dòng)力學(xué)的研究：作為納米科技的一個(gè)分支，分子機(jī)械和分子器件的研究工作受到普遍關(guān)注。如何針對(duì)納機(jī)電系統(tǒng)(NEMS)器件建立科學(xué)適用的力學(xué)模型，成為解決納米尺度動(dòng)力學(xué)問題的瓶頸。分子機(jī)械是極其重要的一類NEMS器件．分為天然的與人工的兩類。人工分子機(jī)械是通過對(duì)原子的人為操縱，合成、制造出具有能量轉(zhuǎn)化機(jī)制或運(yùn)動(dòng)傳遞機(jī)制的納米級(jí)的生物機(jī)械裝置。由于分子機(jī)械具有高效節(jié)能、環(huán)保無噪、原料易得、承載能力大、速度高等特點(diǎn)，加之具有納米尺度，故在國防、航天、航空、醫(yī)學(xué)、電子等領(lǐng)域具有十分重要的應(yīng)用前景，因而受到各發(fā)達(dá)國家的高度重視。已經(jīng)成功研制出多種分子機(jī)械，如分子馬達(dá)、分子齒輪、分子軸承等。但在分子機(jī)械實(shí)現(xiàn)其工程化與規(guī)?；倪^程中， 由于理論研究水平的制約，使分子機(jī)械的研究工作受到了進(jìn)一步得制約。 分子機(jī)械動(dòng)力學(xué)研究的關(guān)鍵是建立科學(xué)合理的力學(xué)模型。分子機(jī)械動(dòng)力學(xué)采用的力學(xué)模型有兩類，第一類是建立在量子力學(xué)、分子力學(xué)以及波函數(shù)理論基礎(chǔ)上的離散原子作用模型。在該模型中，依據(jù)分子機(jī)械的初始構(gòu)象，將分子機(jī)械系統(tǒng)離散為大量相互作用的原子，每個(gè)原子擁有質(zhì)量，所處的位置用幾何點(diǎn)表示。通過引入鍵長伸縮能，鍵角彎曲能，鍵的二面角扭轉(zhuǎn)能，以及非鍵作用能等，形成機(jī)械的勢(shì)能面，使系統(tǒng)總勢(shì)能最小的構(gòu)象即為分子機(jī)械的穩(wěn)定構(gòu)象。采用分子力學(xué)和分子動(dòng)力學(xué)等方法，對(duì)分子機(jī)械的動(dòng)態(tài)構(gòu)象與運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行計(jì)算。從理論上講，該模型可以獲得分子機(jī)械每個(gè)時(shí)刻精確的動(dòng)力學(xué)性能，但計(jì)算T作量十分龐大，特別是當(dāng)原子數(shù)目較大時(shí)，其計(jì)算工作量是無法承受的。第二類模型為連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型。該模型將分子機(jī)械視為桁架結(jié)構(gòu)，原子為桁架的節(jié)點(diǎn)，化學(xué)鍵為連接節(jié)點(diǎn)的桿件，然后采用結(jié)構(gòu)力學(xué)中的有限元方法進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。該模型雖然克服了第一類模型計(jì)算量龐大的缺陷，但無法描述各原子中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故沒有考慮分子機(jī)械的光、電驅(qū)動(dòng)效應(yīng)和量子力學(xué)特性．所以在此模型上難以對(duì)分子機(jī)械實(shí)施運(yùn)動(dòng)控制研究。有學(xué)者提出將量子力學(xué)中的波函數(shù)、結(jié)構(gòu)力學(xué)中的能量函數(shù)以及機(jī)構(gòu)學(xué)中的運(yùn)動(dòng)副等理論結(jié)合，建立分子機(jī)械動(dòng)力學(xué)分析的體鉸群模型。在該模型中，將分子機(jī)械中的驅(qū)動(dòng)光子、電子、離子等直接作用的原子以及直接構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的原子稱為體，聯(lián)接體的力場(chǎng)稱為鉸，具有確切構(gòu)象的體鉸組合稱為群。將群視為相對(duì)運(yùn)動(dòng)與形變運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的桿件．用群間相對(duì)位置的變化反應(yīng)分子的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，而群的形變運(yùn)動(dòng)反映分子構(gòu)象的變化，借助坐標(biāo)凝聚對(duì)群進(jìn)行低維描述。該模型的核心思想來自于一般力學(xué)中的子結(jié)構(gòu)理論和模態(tài)綜合技術(shù)。

2.往復(fù)機(jī)械的動(dòng)力學(xué)分析及減振的研究：機(jī)械產(chǎn)生振動(dòng)的原因，大致分為兩種，一種是機(jī)械本身工作時(shí)力和力矩的不平衡引起的振動(dòng)，另一種是由于外力或力矩作用于機(jī)架上而引起機(jī)械的振動(dòng)。下面只研究機(jī)械本身由于力和力矩的不平衡而引起的振動(dòng)問題。往復(fù)機(jī)械包含有大質(zhì)量的活塞、聯(lián)桿等組成的曲柄-活塞機(jī)構(gòu)，這些大質(zhì)量構(gòu)件在高速周期性運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的不平衡力和氣缸內(nèi)的燃?xì)鈮毫蛘魵鈮毫Φ闹芷谛宰兓瘶?gòu)成了機(jī)器本身和基礎(chǔ)的振動(dòng)。這樣產(chǎn)生的振動(dòng)通過機(jī)架傳給基礎(chǔ)。此振動(dòng)只要采用適當(dāng)?shù)姆椒朔黄胶饬@一因素，便可減小振動(dòng)。然而由曲柄軸的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩使機(jī)架產(chǎn)生的反力而引起的振動(dòng)將是最難解決的問題。 通過一系列的動(dòng)力學(xué)分析，將產(chǎn)生新的減小振動(dòng)的思路，即想法將往復(fù)機(jī)械工作時(shí)產(chǎn)生的慣性力和力矩的不平衡性，盡量在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部加以平衡解決，使其不傳給機(jī)架。以往解決平衡的辦法是在曲柄軸中心線另一側(cè)加上適當(dāng)配重即可平衡，對(duì)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)雖然也可按同樣辦法來處理，但比較麻煩，且發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)笨大。由曲柄-活塞動(dòng)力學(xué)分析可知，若作用于往復(fù)機(jī)械的力之總和等于零(靜平衡條件)和上述作用力對(duì)任意點(diǎn)的力矩之總和等于零(動(dòng)平衡條件)，則作用于往復(fù)機(jī)械的力和力矩就完全平衡。從理論分析上是可行的，在實(shí)際應(yīng)用上也是可以實(shí)現(xiàn)的，即對(duì)于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡，只要合理安排曲柄角位置和適當(dāng)選擇曲柄、連桿、活 塞構(gòu)件的質(zhì)量，則可完全滿足關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量的兩個(gè)平衡條件，因而可達(dá)到減小整機(jī)振動(dòng)的目的。

3.機(jī)械系統(tǒng)的碰撞振動(dòng)與控制的研究：機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部或邊界間隙引起的碰撞振動(dòng)是機(jī)械動(dòng)力學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。該領(lǐng)域研究成果有：

(1)碰撞振動(dòng)的間斷和連續(xù)分析，包括穩(wěn)定性分析、奇異性問題、擦邊誘發(fā)分叉、非線性模態(tài)等研究； (2)碰撞振動(dòng)控制，特別是不連續(xù)系統(tǒng)的控制方法和控制混沌碰撞振動(dòng)；

(3)碰撞振動(dòng)分析的數(shù)值方法；

(4)碰撞振動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究。 在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行環(huán)境下，機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部或邊界上的間隙通常使系統(tǒng)產(chǎn)生碰撞振動(dòng)， 即零部件間或零部件與邊界間的往復(fù)碰撞。這會(huì)造成有害的動(dòng)應(yīng)力、表面磨損和高頻噪聲，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。在當(dāng)代高技術(shù)的機(jī)電系統(tǒng)中，碰撞振動(dòng)有時(shí)會(huì)成為影響系統(tǒng)性能的主要因素。

例如：

(1)在由機(jī)器人完成的柔順插入裝配中，為避免軸、孔對(duì)中誤差而引起卡阻，需要同時(shí)控制操作器的位置和它與環(huán)境間的作用力。這類柔順操作器的關(guān)鍵部分由彈性元件、應(yīng)變測(cè)量模塊及力反饋電路組成，通過控制彈性元件的變形， 產(chǎn)生對(duì)負(fù)載變化非常敏感的控制力。操作器研制的難點(diǎn)之一是，傳動(dòng)誤差擾動(dòng)經(jīng)過間隙環(huán)節(jié)后成為極復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，對(duì)高靈敏度操作器的動(dòng)力學(xué)特性產(chǎn)生影響。

(2)大型航天器中許多大柔性結(jié)構(gòu)(如空間站的天線、太陽能電池帆板)需要在太空軌道裝配或自動(dòng)展開，為此，在關(guān)節(jié)(或套筒)中留有一定間隙。雖然這些間隙與結(jié)構(gòu)尺寸相比很小，但因關(guān)節(jié)數(shù)目很多而使整個(gè)結(jié)構(gòu)呈明顯的松動(dòng)，其振動(dòng)特性變得非常復(fù)雜。另外，這類結(jié)構(gòu)往往還受主動(dòng)控制， 間隙顯著增加了控制的難度。 因此，深入研究間隙引起的碰撞振動(dòng)，才能在高技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段把握其動(dòng)力學(xué)特性，避免后繼階段的大挫折。由于碰撞振動(dòng)系統(tǒng)是復(fù)雜的非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，對(duì)它的研究既有理論難度又有重要工程實(shí)際意義，得到普遍關(guān)注。

4.流體動(dòng)力學(xué)在流體機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用：空氣、水、油等易于流動(dòng)的物質(zhì)被統(tǒng)稱為流體。在力的作用下，流體的流動(dòng)可引起能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和物質(zhì)的傳送。利用流體進(jìn)行力的傳遞、進(jìn)行功和能的轉(zhuǎn)換的機(jī)械，被稱為流體機(jī)械。流體力學(xué)就是一門研究流體流動(dòng)規(guī)律，以及流體與固體相互作用的一門學(xué)科，研究的范圍涉及到風(fēng)扇的設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)氣體的流動(dòng)以及車輛外形的減阻設(shè)計(jì)，水利機(jī)械的工作原理，輸油管道的鋪設(shè)，供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，乃至航海、航空和航天等領(lǐng)域內(nèi)動(dòng)力系統(tǒng)和外形的設(shè)計(jì)等。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD），就是建立在經(jīng)典流體動(dòng)力學(xué)與數(shù)值計(jì)算方法基礎(chǔ)之上的一門新型學(xué)科。CFD 應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)理論與方法，利用具有超強(qiáng)數(shù)值運(yùn)算能力的計(jì)算機(jī)，編制計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序，數(shù)值求解滿足不同種類流體的流動(dòng)和傳熱規(guī)律的質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒和能量守恒三大守恒規(guī)律，及附加的各種模型方程所組成的非線性偏微分方程組，得到確定邊界條件下的數(shù)值解。CFD 兼有理論性和實(shí)踐性的雙重特點(diǎn)，為現(xiàn)代科學(xué)中許多復(fù)雜流動(dòng)與傳熱問題提供了有效的解決方法。

5.轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)理論與機(jī)械故障診斷技術(shù)：以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、水力發(fā)電機(jī)組等大型能源裝備、航天器、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車等機(jī)械系統(tǒng)為研究對(duì)象，進(jìn)行轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、機(jī)械故障診斷、振動(dòng)主動(dòng)控制等方面的研究。對(duì)帶有旋轉(zhuǎn)機(jī)械中常見的動(dòng)靜件碰摩、部件松動(dòng)、轉(zhuǎn)軸裂紋等故障的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行理論與實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)展了轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)理論。開展了動(dòng)靜件碰摩、轉(zhuǎn)軸裂紋等旋轉(zhuǎn)機(jī)械常見故障的診斷與定位，非線性系統(tǒng)在線辨識(shí)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、小波分析等方法的研究，在國際上較早地和較系統(tǒng)、全面地分析了旋轉(zhuǎn)機(jī)械常見故障的動(dòng)力學(xué)機(jī)理，所開發(fā)的水輪發(fā)電機(jī)組和汽輪發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)已安裝在大量的機(jī)組上，為電力行業(yè)的安全生產(chǎn)做出了貢獻(xiàn)。

6.航天器動(dòng)力學(xué)及智能結(jié)構(gòu)技術(shù)：為了解決對(duì)含間隙展開與分離機(jī)構(gòu)的全局(解鎖－展開－鎖定)動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)仿真的難題，引入單邊約束和變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)理論，研究了含間隙展開機(jī)構(gòu)多體動(dòng)力學(xué)建模方法，基于ADAMS軟件平臺(tái)編制了衛(wèi)星-火箭分離動(dòng)力學(xué)仿真模擬系統(tǒng)和太陽電池陣動(dòng)力學(xué)仿真模擬系統(tǒng)，該項(xiàng)技術(shù)已用于星箭解鎖分離、戰(zhàn)略導(dǎo)彈級(jí)間段分離、大型整流罩解鎖－拋離、空間站伸展機(jī)構(gòu)展開-鎖定等的全局預(yù)測(cè)仿真模擬。探索研究了智能材料結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與方法，主要解決智能元件和典型智能機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析問題。設(shè)計(jì)了一種具有感知和驅(qū)動(dòng)功能的壓電主動(dòng)桿；研究了典型智能材料元件（壓電雙晶片、SMA差動(dòng)彈簧驅(qū)動(dòng)器、主動(dòng)桿等）的機(jī)電耦合特性；研制了3種智能材料元件驅(qū)動(dòng)的組合式機(jī)構(gòu)：壓電驅(qū)動(dòng)的微動(dòng)機(jī)器人、SMA驅(qū)動(dòng)的柔性手爪和壓電雙晶片驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；進(jìn)行了采用智能材料實(shí)現(xiàn)飛行器的變構(gòu)型研究。

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論及其在地震工程中的應(yīng)用基本信息

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)(理論及其在地震工程中的應(yīng)用第2版)

作　者： (美)喬普拉|譯者:謝禮立//呂大剛

出 版 社： 高等教育出版社

出版時(shí)間： 2007年01月

版　次： 1

印刷時(shí)間： 2007年01月

開　本： 4

I S B N ： 9787040202182

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論及其在地震工程中的應(yīng)用內(nèi)容簡介

原書Dynamics of Strutures：Theory and Applications EarthguakeEnginering，Second Editin是當(dāng)今結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方面的權(quán)威著作，是目前美國土木工程專業(yè)新一代的主流教材。作者Anil K．Chopra教授為加州大學(xué)伯克利分校(UC Berkeley)新生代教授和學(xué)科帶頭人，國際頂尖學(xué)者，目前擔(dān)任國際著名學(xué)術(shù)刊物《地震工程與結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)》(Earthquake Engineeringand Structural Dynamics)主編。

原書是Chopra教授在第一版基礎(chǔ)上修訂、補(bǔ)充新的研究成果之后完成的，對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的基本知識(shí)、基礎(chǔ)理論給予了系統(tǒng)、全面的闡述，內(nèi)容深入淺出、循序漸進(jìn)，在系統(tǒng)介紹基本理論知識(shí)的同時(shí)，密切結(jié)合地震工程的實(shí)踐，對(duì)理論研究、工程應(yīng)用乃至抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中一些重要的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問題都給予了重點(diǎn)介紹，充分體現(xiàn)了理論聯(lián)系實(shí)際的風(fēng)格。書中還配有相當(dāng)數(shù)量的例題，對(duì)掌握和理解結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)以及地震工程學(xué)都會(huì)有很大的幫助。

本書為其中文翻譯版，由哈爾濱工業(yè)大學(xué)謝禮立院士、呂大剛教授等多名教師翻譯而成。本書可以作為土木工程專業(yè)和地震工程專業(yè)的研究生或高年級(jí)本科生的教科書，也可以作為相關(guān)專業(yè)教師和研究工作者、特別是那些想涉足結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)這門知識(shí)的工程設(shè)計(jì)人員的自學(xué)參考書。

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論及其在地震工程中的應(yīng)用本書目錄

中文版序言

英文版序言

第一版前言

第二版前言

致謝

第1章 運(yùn)動(dòng)方程、問題表述和求解方法

§1．1 簡單結(jié)構(gòu)

§1．2 單自由度體系

§1．3 力一位移關(guān)系

§1．4 阻尼力

§1．5 運(yùn)動(dòng)方程：外力

§1．6 質(zhì)量一彈簧一阻尼器系統(tǒng)

§1．7 運(yùn)動(dòng)方程：地震激勵(lì)

§1．8 問題表述與單元力

§1．9 靜力和動(dòng)力反應(yīng)的聯(lián)合

§1．10 微分方程的求解方法

§1．1l 單自由度體系的學(xué)習(xí)：內(nèi)容的安排

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附錄l 彎曲單元的剛度系數(shù)

習(xí)題

第2章 自由振動(dòng)

§2．1 無阻尼自由振動(dòng)

§2．2 粘滯阻尼自由振動(dòng)

§2．3 自由振動(dòng)中的能量

§2．4 庫侖阻尼自由振動(dòng)

習(xí)題

第3章 對(duì)諧振激勵(lì)和周期激勵(lì)的反應(yīng)

第一部分：粘滯阻尼體系的基本解

§3．1 無阻尼體系的諧振動(dòng)

§3．2 具有粘滯阻尼的諧振動(dòng)

第二部分：粘滯阻尼體系的應(yīng)用

§3．3 對(duì)激振器的反應(yīng)

§3．4 根據(jù)諧振試驗(yàn)確定固有頻率和阻尼

§3．5 力的傳遞與隔振

§3．6 對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)與隔振

§3．7 振動(dòng)測(cè)量儀器

§3．8 粘滯阻尼耗散的能量

§3．9 等效粘滯阻尼

第三部分：非粘滯阻尼體系

§3．10 具有率無關(guān)阻尼的諧振動(dòng)

§3．11 具有庫侖摩擦的諧振動(dòng)

第四部分：對(duì)周期激勵(lì)的反應(yīng)

§3．12 F0urier級(jí)數(shù)表示

§3．13 對(duì)周期力的反應(yīng)

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附錄3 四坐標(biāo)對(duì)數(shù)圖紙

習(xí)題

第4章 對(duì)任意激勵(lì)、階躍激勵(lì)和脈沖激勵(lì)的反應(yīng)

第一部分：對(duì)任意時(shí)變力的反應(yīng)

§4．1 對(duì)單位脈沖的反應(yīng)

§4．2 對(duì)任意激勵(lì)的反應(yīng)

第二部分：對(duì)階躍力和斜坡力的反應(yīng)

§4．3 階躍力

§4．4 斜坡力或線性遞增力

§4．5 具有有限上升時(shí)間的階躍力

第三部分：對(duì)脈沖激勵(lì)的反應(yīng)

§4．6 求解方法

§4．7 矩形脈沖力

§4．8 半周正弦脈沖力

§4．9 對(duì)稱三角形脈沖力

§4．10 脈沖形狀的影響和對(duì)短脈沖的近似分析

§4．11 粘滯阻尼的影響

§4．12 對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)

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習(xí)題

第5章 動(dòng)力反應(yīng)的數(shù)值計(jì)算

§5．1 時(shí)間步進(jìn)法

§5．2 基于激勵(lì)插值的方法

§5．3 中心差分法

§5．4 Newmark法

§5．5 穩(wěn)定性與計(jì)算誤差

§5．6 非線性反應(yīng)分析：中心差分法

§5．7 非線性反應(yīng)分析：Newmark法

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習(xí)題

第6章 線性體系的地震反應(yīng)

§6．1 地震激勵(lì)

§6．2 運(yùn)動(dòng)方程

§6．3 反應(yīng)量

§6．4 反應(yīng)時(shí)程

§6．5 反應(yīng)譜的概念

§6．6 位移反應(yīng)譜、偽速度反應(yīng)譜和偽加速度反應(yīng)譜

§6．7 根據(jù)反應(yīng)譜確定結(jié)構(gòu)峰值反應(yīng)

§6．8 反應(yīng)譜的特征

§6．9 彈性設(shè)計(jì)譜

§6．10 設(shè)計(jì)譜與反應(yīng)譜的比較

§6．11 設(shè)計(jì)譜與反應(yīng)譜的區(qū)別

§6．12 速度反應(yīng)譜和加速度反應(yīng)譜

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附錄6 1940年E1 Centro地面運(yùn)動(dòng)

習(xí)題

第7章 非彈性體系的地震反應(yīng)。

§7．1 力一變形關(guān)系

§7．2 標(biāo)準(zhǔn)屈服強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度折減系數(shù)和延性系數(shù)

§7．3 運(yùn)動(dòng)方程和控制參數(shù)

§7．4 屈服的影響

§7．5 屈服位移反應(yīng)譜和屈服強(qiáng)度反應(yīng)譜

§7．6 根據(jù)反應(yīng)譜確定屈服強(qiáng)度和位移

§7．7 屈服強(qiáng)度一延性關(guān)系

§7．8 屈服和阻尼的相對(duì)影響

§7．9 耗散的能量

§7．10 耗能裝置

§7．11 非彈性設(shè)計(jì)譜

§7．12 設(shè)計(jì)譜的應(yīng)用

§7．13 設(shè)計(jì)譜和反應(yīng)譜的比較進(jìn)一步閱讀

習(xí)題

第8章 廣義單自由度體系

§8．1 廣義單自由度體系

§8．2 剛體集合

§8．3 具有分布質(zhì)量和彈性的體系

§8．4 集中質(zhì)量體系：剪切型建筑物

§8．5 用Rayleigh法求固有振動(dòng)頻率

§8．6 形函數(shù)的選擇

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附錄8 剛體的慣性力

習(xí)題

第9章 運(yùn)動(dòng)方程、問題表述和求解方法

§9．1 簡單體系：兩層剪切型建筑物

§9．2 線性體系的一般性方法

§9．3 靜力凝聚

§9．4 平面(或?qū)ΨQ平面)體系：地面運(yùn)動(dòng)

§9．5 非對(duì)稱平面建筑物：地面運(yùn)動(dòng)

§9．6 對(duì)稱平面建筑物：扭轉(zhuǎn)激勵(lì)

§9．7 多點(diǎn)支座激勵(lì)

§9．8，非彈性體系

§9．9 問題表述

§9．10 單元力

§9．1l 運(yùn)動(dòng)方程的求解方法：概要

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第10章 自由振動(dòng)

第一部分：固有振動(dòng)頻率和振型

§10．1 無阻尼體系

§lO．2 固有振動(dòng)頻率和振型

§10．3 振型矩陣和譜矩陣

§10．4 振型的正交性

§10．5 振型正交性的解釋

§10．6 振型的正則化

§10．7 位移的振型展開

第二部分：自由振動(dòng)反應(yīng)

§10．8 自由振動(dòng)方程的解：無阻尼體系

§10．9 有阻尼體系的自由振動(dòng)

§10．10 自由振動(dòng)方程的解：經(jīng)典阻尼體系

第三部分：振動(dòng)特性的計(jì)算

§10．1l 特征值問題的求解方法

§10．12 Rayle培h商

§10．13 逆向量迭代法

§10．14 移位向量迭代：首選的方法

§10．15 將k∮=ω2m∮變換為標(biāo)準(zhǔn)形式

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習(xí)題

第11章 結(jié)構(gòu)中的阻尼

第一部分：試驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦的振型阻尼比

§11．1 Millikan圖書館大樓的振動(dòng)特性

§11．2 振型阻尼比的估計(jì)

第二部分：阻尼矩陣的建立

§11．3 阻尼矩陣

§11．4 經(jīng)典阻尼矩陣

§11．5 非經(jīng)典阻尼矩陣

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習(xí)題

第12章 線性體系的動(dòng)力分析和反應(yīng)

第一部分：兩自由度體系

§12．1 無阻尼兩自由度體系的分析

§12．2 吸振器和調(diào)諧質(zhì)量阻尼器

第二部分：振型分析

§12．3 無阻尼體系的振型方程

§12．4 有阻尼體系的振型方程

§12．5 位移反應(yīng)

§12．6 單元力

§12．7 振型分析小結(jié)

第三部分：振型反應(yīng)貢獻(xiàn)

§12．8 激勵(lì)向量p(t)=sp(t)的振型展開

§12．9 對(duì)于p(t)sp(t)的振型分析

§12．10 振型貢獻(xiàn)系數(shù)

§12．11 振型反應(yīng)和所需振型數(shù)目

第四部分：特殊分析方法

§12．12 靜力校正法

§12．13 振型加速度疊加法

§12．14 非經(jīng)典阻尼體系的分析

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習(xí)題

第13章 線性體系的地震分析

第一部分：反應(yīng)時(shí)程分析

§13．1 振型分析

§13．2 具有對(duì)稱平面的多層建筑物

§13．3 具有非對(duì)稱平面的多層建筑物

§13．4 平面對(duì)稱建筑物的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)

§13．5 對(duì)多點(diǎn)支座激勵(lì)的反應(yīng)分析

§13．6 結(jié)構(gòu)的理想化與地震反應(yīng)

第二部分：反應(yīng)譜分析

§13．7 根據(jù)地震反應(yīng)譜求峰值反應(yīng)

§13．8 具有對(duì)稱平面的多層建筑物

§13．9 具有非對(duì)稱平面的多層建筑物

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習(xí)題

第14章 自由度的縮減

§14．1 運(yùn)動(dòng)學(xué)約束

§14．2 在選定自由度上的集中質(zhì)量法

§14．3 Rayleigh"para" label-module="para">

§14．4 Ritz向量的選擇

§14．5 應(yīng)用Ritz向量的動(dòng)力分析

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習(xí)題

第15章 動(dòng)力反應(yīng)的數(shù)值計(jì)算

§15．1 時(shí)間步進(jìn)法

§15．2 非經(jīng)典阻尼線性體系的分析

§15．3 非線性體系的分析

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習(xí)題

第16章 具有分布質(zhì)量和彈性的體系

§16．1 無阻尼運(yùn)動(dòng)方程：作用力

§16．2 無阻尼運(yùn)動(dòng)方程：支座激勵(lì)

§16．3 固有振動(dòng)頻率和振型

§16．4 振型的正交性

§16．5 強(qiáng)迫動(dòng)力反應(yīng)的振型分析

§16．6 地震反應(yīng)時(shí)程分析

§16．7 地震反應(yīng)譜分析

§16．8 分析實(shí)際體系時(shí)的難點(diǎn)

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習(xí)題

第17章 有限單元法初步

第一部分：Rayleigh"para" label-module="para">

§17．1 利用能量守恒建立方程

§17．2 利用虛功建立方程

§17．3 Rayleigh"para" label-module="para">

第二部分：有限單元法

§17．4 有限單元近似

§17．5 分析方法

§17．6 單元自由度和插值函數(shù)

§17．7 單元?jiǎng)偠染仃?

§17．8 單元質(zhì)量矩陣

§17．9 單元(作用)力向量

§17．10 有限單元解與精確解的比較

§17．1l 結(jié)構(gòu)性連續(xù)體的動(dòng)力分析

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習(xí)題

第Ⅲ篇 多層建筑物的地震反應(yīng)與設(shè)計(jì)

第18章 線彈性建筑物的地震反應(yīng)

§18．1 所分析的體系、設(shè)計(jì)譜和反應(yīng)量

§18．2 和p對(duì)反應(yīng)的影響

§18．3 振型貢獻(xiàn)系數(shù)

§18．4 r對(duì)高階振型反應(yīng)的影響

§18．5 p對(duì)高階振型反應(yīng)的影響

§18．6 高階振型反應(yīng)沿高度的變化

§18．7 包括多少階振型

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第19章 非彈性建筑物的地震反應(yīng)

§19．1 允許延性和延性需求

§19．2 具有弱或軟首層的建筑物

§19．3 按規(guī)范側(cè)向力分布設(shè)計(jì)建筑物

§19．4 局限范圍

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附錄19 多層建筑的特性

第20章 基底隔震建筑物的地震動(dòng)力學(xué)

§20．1 隔震系統(tǒng)

§20．2 基底隔震的單層建筑物

§20．3 基底隔震的有效性

§20．4 基底隔震的多層建筑物

§20．5 基底隔震的應(yīng)用

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第21章 建筑規(guī)范中的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)

第一部分：建筑規(guī)范與結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)

§21．1 國際建筑規(guī)范(美國)2000

§21．2 加拿大國家建筑規(guī)范1995

§21．3 墨西哥聯(lián)盟區(qū)規(guī)范1993

§21．4 歐洲規(guī)范8

§21．5 建筑規(guī)范中的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)

第二部分：對(duì)建筑規(guī)范的評(píng)價(jià)

§21．6 基底剪力

§21．7 層間剪力和等效靜力

§21．8 傾覆力矩

§21．9 結(jié)語

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附錄A 反應(yīng)分析的頻域方法

A1 復(fù)頻反應(yīng)函數(shù)

A2 對(duì)周期激勵(lì)的反應(yīng)

A3 對(duì)任意激勵(lì)的反應(yīng)

A4 復(fù)頻反應(yīng)與單位脈沖反應(yīng)之間的關(guān)系

A5 離散FOURIER變換方法

A6 在經(jīng)典DFT解答中可能的誤差

A7 改進(jìn)的DFT解答

A8 多自由度體系

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附錄B 符號(hào)表

附錄C 部分習(xí)題的答案

中英文名詞對(duì)照

單位

翻譯說明 2100433B