結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容包括實(shí)驗(yàn)研究和理論分析兩個(gè)方面。

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究

在18～19世紀(jì)，大量的實(shí)驗(yàn)研究不僅為理論分析奠定了基礎(chǔ)，而且成為當(dāng)時(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的主要手段。例如，19世紀(jì)對(duì)橋梁和路軌在移動(dòng)載荷作用下的響應(yīng)所作的實(shí)驗(yàn)，曾對(duì)鐵路運(yùn)輸工程的發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。即使在理論分析已較為完善的今天，實(shí)驗(yàn)仍不可缺少。20世紀(jì)60年代，美國(guó)在研制土星V運(yùn)載火箭時(shí)就不惜耗費(fèi)50萬(wàn)美元，制作一個(gè)1/10的動(dòng)力相似模型，以測(cè)定其動(dòng)力特性。至于材料和結(jié)構(gòu)阻尼特性的測(cè)定、振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)等工作，則主要依靠實(shí)驗(yàn)研究。

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中有以下幾個(gè)課題：①材料性能的測(cè)定：包括測(cè)定動(dòng)態(tài)應(yīng)力－應(yīng)變曲線、沖擊載荷作用下的極限強(qiáng)度(見(jiàn)材料的力學(xué)性能)、重復(fù)載荷作用下的疲勞強(qiáng)度(見(jiàn)疲勞)、材料或結(jié)構(gòu)的阻尼特性等;②結(jié)構(gòu)動(dòng)力相似模型的研究：包括各種情況下的動(dòng)力相似條件、相似模型的設(shè)計(jì)和制作等;③結(jié)構(gòu)固有(自由)振動(dòng)參量的測(cè)定:對(duì)結(jié)構(gòu)或其相似模型施加一定方式的激勵(lì)，如頻率可調(diào)的簡(jiǎn)諧力、沖擊力或隨機(jī)力，然后根據(jù)響應(yīng)確定結(jié)構(gòu)的固有頻率、振動(dòng)形態(tài)(振型)以及振型阻尼系數(shù)等參量；④振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)：在現(xiàn)場(chǎng)或在能模擬振動(dòng)環(huán)境的試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)結(jié)構(gòu)或其相似模型進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)，用以確定結(jié)構(gòu)的工作可靠性或使用壽命；⑤其他專業(yè)性試驗(yàn)。

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論分析

結(jié)構(gòu)的質(zhì)量是一連續(xù)的空間函數(shù)，因此結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程是一個(gè)含有空間坐標(biāo)和時(shí)間的偏微分方程，只是對(duì)某些簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，這些方程才有可能直接求解。對(duì)于絕大多數(shù)實(shí)際結(jié)構(gòu)，在工程分析中主要采用數(shù)值方法。作法是先把結(jié)構(gòu)離散化成為一個(gè)具有有限自由度的數(shù)學(xué)模型，在確定載荷后，導(dǎo)出模型的運(yùn)動(dòng)方程，然后選用合適的方法求解。

（1）教學(xué)模型

將結(jié)構(gòu)離散化的方法主要有以下三種：①集聚質(zhì)量法：把結(jié)構(gòu)的分布質(zhì)量集聚于一系列離散的質(zhì)點(diǎn)或塊，而把結(jié)構(gòu)本身看作是僅具有彈性性能的無(wú)質(zhì)量系統(tǒng)。由于僅是這些質(zhì)點(diǎn)或塊才產(chǎn)生慣性力，故離散系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程只以這些質(zhì)點(diǎn)的位移或塊的位移和轉(zhuǎn)動(dòng)作為自由度。對(duì)于大部分質(zhì)量集中在若干離散點(diǎn)上的結(jié)構(gòu)，這種方法特別有效。②瑞利－里茲法(即廣義位移法)：假定結(jié)構(gòu)在振動(dòng)時(shí)的位形(偏離平衡位置的位移形態(tài))可用一系列事先規(guī)定的容許位移函數(shù)f_i(它們必須滿足支承處的約束條件以及結(jié)構(gòu)內(nèi)部位移的連續(xù)性條件)之和來(lái)表示，例如，對(duì)于一維結(jié)構(gòu)，它的位形u(x)可以近似地表為：

式中的q_j稱為廣義坐標(biāo)，它表示相應(yīng)位移函數(shù)的幅值。這樣，離散系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程就以廣義坐標(biāo)作為自由度。對(duì)于質(zhì)量分布比較均勻，形狀規(guī)則且邊界條件易于處理的結(jié)構(gòu)，這種方法很有效。③有限元法：可以看作是分區(qū)的瑞利－里茲法，其要點(diǎn)是先把結(jié)構(gòu)劃分成適當(dāng)數(shù)量的區(qū)域(稱為單元)，然后對(duì)每一單元施行瑞利－里茲法。通常取單元邊界上(有時(shí)也包括單元內(nèi)部)若干個(gè)幾何特征點(diǎn)(例如三角形的頂點(diǎn)、邊中點(diǎn)等)處的廣義位移q_j作為廣義坐標(biāo)，并對(duì)每個(gè)廣義坐標(biāo)取相應(yīng)的插值函數(shù)作為單元內(nèi)部的位移函數(shù)(或稱形狀函數(shù))。在這樣的數(shù)學(xué)模型中，要求形狀函數(shù)的組合在相鄰單元的公共邊界上滿足位移連續(xù)條件。一般地說(shuō)，有限元法是最靈活有效的離散化方法，它提供了既方便又可靠的理想化模型，并特別適合于用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，是目前最為流行的方法，已有不少專用的或通用的程序可供結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析之用。

（2）載荷確定

載荷有三個(gè)因素，即大小，方向和作用點(diǎn)。如果這些因素隨時(shí)同緩慢變化，則在求解結(jié)構(gòu)的響應(yīng)時(shí)，可把載荷作為靜載荷處理以簡(jiǎn)化計(jì)算。載荷的變化或結(jié)構(gòu)的振動(dòng)是否“緩慢”，只是一個(gè)相對(duì)的概念。如果載荷的變化周期在結(jié)構(gòu)自由振動(dòng)周期的五、六倍以上，把它當(dāng)作靜載荷將不會(huì)帶來(lái)多少誤差。若載荷的變化周期接近于結(jié)構(gòu)的自由振動(dòng)周期，即使載荷很小，結(jié)構(gòu)也會(huì)因共振(見(jiàn)線性振動(dòng))而產(chǎn)生很大的響應(yīng)，因而必須用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的方法加以分析。

動(dòng)載荷按其隨時(shí)間的變化規(guī)律可以分為：①周期性載荷，其特點(diǎn)是在多次循環(huán)中載荷相繼呈現(xiàn)相同的時(shí)間歷程，如旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置因質(zhì)量不平衡而引起的離心力。周期性載荷可借助傅里葉分析分解成一系列簡(jiǎn)諧分量之和。②沖擊載荷，其特點(diǎn)是載荷的大小在極短的時(shí)間內(nèi)有較大的變化。沖擊波或爆炸是沖擊載荷的典型來(lái)源。③隨機(jī)載荷，其時(shí)間歷程不能用確定的時(shí)間函數(shù)而只能用統(tǒng)計(jì)信息描述。由大氣湍流引起的作用在飛行器上的氣動(dòng)載荷和由地震波引起的作用在結(jié)構(gòu)物上的載荷均屬此類。對(duì)于隨機(jī)載荷，需要根據(jù)大量的統(tǒng)計(jì)資料制定出相應(yīng)的載荷時(shí)間歷程(載荷譜)。對(duì)于前兩種載荷，可以從運(yùn)動(dòng)方程解出位移的時(shí)間歷程并進(jìn)一步求出應(yīng)力的時(shí)間歷程。對(duì)于隨機(jī)載荷，只能求出位移響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)信息而不能得到確定的時(shí)間歷程，因而須作專門(mén)分析才能求出應(yīng)力響應(yīng)的統(tǒng)計(jì)信息。

在結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析中，動(dòng)載荷的確定是一項(xiàng)重要而困難的工作。近年來(lái)發(fā)展的“載荷識(shí)別”是一項(xiàng)新技術(shù)，它根據(jù)結(jié)構(gòu)在實(shí)標(biāo)工作情況下測(cè)得的響應(yīng)資料反推結(jié)構(gòu)所受到的載荷資料。

（3）運(yùn)動(dòng)方程

可用三種等價(jià)但形式不同的方法建立，即：①利用達(dá)朗伯原理引進(jìn)慣性力，根據(jù)作用在體系或其微元體上全部力的平衡條件直接寫(xiě)出運(yùn)動(dòng)方程；②利用廣義坐標(biāo)寫(xiě)出系統(tǒng)的動(dòng)能、勢(shì)能、阻尼耗散函數(shù)及廣義力表達(dá)式，根據(jù)哈密頓原理或其等價(jià)形式的拉格朗日方程導(dǎo)出以廣義坐標(biāo)表示的運(yùn)動(dòng)方程；③根據(jù)作用在體系上全部力在虛位移上所作虛功總和為零的條件，即根據(jù)虛功原理導(dǎo)出以廣義坐標(biāo)表示的運(yùn)動(dòng)方程。對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，應(yīng)用最廣的是第二種方法。

通常，結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程是一個(gè)二階常微分方程組，寫(xiě)成矩陣形式為：

式中q(t)為廣義坐標(biāo)矢量，是時(shí)間t的函數(shù)，其上的點(diǎn)表示對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)；M、D、K分別為對(duì)應(yīng)于q(t)的結(jié)構(gòu)質(zhì)量矩陣、阻尼矩陣和剛度矩陣，Q(t)是廣義力矢量。

（4）方程解法

運(yùn)動(dòng)方程(2)可用振型疊加法或逐步積分法求解。

①振型疊加法 先求出結(jié)構(gòu)作自由振動(dòng)時(shí)的固有頻率和振型，然后利用求得的振型作為廣義位移函數(shù)再對(duì)運(yùn)動(dòng)方程作—次坐標(biāo)變換，進(jìn)而求出方程的解。

一個(gè)n個(gè)自由度的結(jié)構(gòu)具有n個(gè)固有頻率ω_j和n個(gè)振型φ_j(j=1，2，…，n)。φ_j規(guī)定了n個(gè)廣義坐標(biāo)q_i(i=1，2，…，n)在第j個(gè)振型中的相對(duì)大小。振型滿足下列關(guān)系式：

式中上標(biāo)“T”為矩陣轉(zhuǎn)置符號(hào)；M_j為第j個(gè)振型的廣義質(zhì)量。i≠j時(shí)的關(guān)系式稱為振型的正交條件。正交條件在物理上意味著不同的振型之間不存在能量交換，即結(jié)構(gòu)在作自曲振動(dòng)時(shí)各個(gè)振型都是獨(dú)立進(jìn)行的。振型疊加法可以有條件地用于有阻尼的情況。若結(jié)構(gòu)的阻尼矩陣可表為：

D=αKβM， (4)

式中α和β是常數(shù)，則稱之為比例阻尼矩陣。對(duì)應(yīng)的振型滿足

式中ξ_j稱為第j個(gè)振型的阻尼系數(shù)。同時(shí)，有阻尼的自振頻率將改變?yōu)?

條件(4)還可放寬為

通過(guò)振型及相應(yīng)的廣義坐標(biāo)Y_j(t)，可將方程(2)中的廣義坐標(biāo)矢量q(t)表示為：

代入方程(2)，并左乘以，利用正交條件(3)和(5)，可將方程(2)轉(zhuǎn)化為：

式中P_j(t)=φ_j-Q(t)是對(duì)應(yīng)于第j個(gè)振型的廣義力。方程(7)可以通過(guò)時(shí)域分析法或頻域分析法求解。時(shí)域分析法是利用卷積積分給出方程(7)的解，可用于任意變化的載荷情況。頻域分析法是利用傅里葉分析把周期性載荷展開(kāi)為一系列簡(jiǎn)諧分量之和，然后計(jì)算結(jié)構(gòu)對(duì)每一簡(jiǎn)諧分量的響應(yīng)，最后疊加各簡(jiǎn)諧響應(yīng)項(xiàng)而獲得結(jié)構(gòu)的總響應(yīng)。這種方法適用于周期性載荷情況。對(duì)于非周期性載荷，也可以利用傅里葉變換技術(shù)。1965年出現(xiàn)了快速傅里葉變換——一種用計(jì)算機(jī)計(jì)算離散傅里葉變換的方法，它在效率和功能方面的優(yōu)點(diǎn)，使得頻域分析方法能和傳統(tǒng)的時(shí)域分析方法相媲美，并正在引起結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的變革。

由于運(yùn)動(dòng)方程(7)可以逐個(gè)獨(dú)立地求解，使得振型疊加法具有很大的優(yōu)越性，因而它已成為結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中一個(gè)應(yīng)用最廣泛的分析方法。對(duì)于大多數(shù)類型的動(dòng)載荷，各個(gè)振型的響應(yīng)是不同的，一般是頻率最低的振型響應(yīng)最大，高頻振型的響應(yīng)則趨向減小，因而在疊加過(guò)程中只需要計(jì)及頻率較低的若干項(xiàng)，若得到的響應(yīng)已達(dá)到精度要求，就可舍棄頻率較高的各項(xiàng)，從而可以大大減少計(jì)算工作量。振型疊加法只適用于線性振動(dòng)問(wèn)題。

②逐步積分法 可用于直接求解耦合的運(yùn)動(dòng)方程(2)，而且對(duì)阻尼矩陣的性質(zhì)不需要附加任何限制，也適用于使振型疊加法失效的非線性結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動(dòng)力分析，因此是一種普遍適用的方法。該法是把時(shí)間劃分為一系列很短的時(shí)段，按照初始條件確定初始時(shí)刻的廣義位移q和廣義速度，通過(guò)運(yùn)動(dòng)方程(2)解出廣義加速度，然后可設(shè)在這一時(shí)段內(nèi)為常量，通過(guò)積分求出在這一時(shí)段結(jié)束時(shí)刻的q和值，并以它們作為下一時(shí)段的初始值，如此一步一步求解下去，就能得到最終的結(jié)果。如果結(jié)構(gòu)是非線性系統(tǒng)，同樣可假設(shè)結(jié)構(gòu)參量(如剛度)在每一時(shí)段內(nèi)是常量并取為該時(shí)段開(kāi)始時(shí)刻的瞬時(shí)參量值。逐步積分法是一種近似的方法，為了減小積累誤差，必須把時(shí)段取得非常短，因而其計(jì)算工作量很大。為了提高效率，可以假設(shè)加速度在每一時(shí)段內(nèi)為線性函數(shù)(或其他簡(jiǎn)單函數(shù))。這樣，即使取時(shí)段(即積分步長(zhǎng))為運(yùn)動(dòng)周期的十分之一甚至五分之一也可以得到合理的結(jié)果。

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)要概述

早在18世紀(jì)后半葉，瑞士的丹尼爾第一·伯努利(見(jiàn)伯努利家族)首先研究了棱柱桿側(cè)向振動(dòng)的微分方程。瑞士的L．歐拉求解了這個(gè)方程并建立了計(jì)算棱柱桿側(cè)向振動(dòng)的固有頻率的公式。1877～1878年間，英國(guó)的瑞利發(fā)表了兩卷《聲學(xué)理論》，書(shū)中具體地討論了諸如桿、梁、軸、板等彈性體的振動(dòng)理論，并提出了著名的瑞利方法(或稱瑞利原理)。1908年瑞士的w．里茲提出了一個(gè)求解變分問(wèn)題的近似方法，后來(lái)被稱作瑞利－里茲法。這個(gè)方法實(shí)際上推廣了瑞利方法，在很多學(xué)科中(包括結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)在內(nèi))發(fā)揮了巨大的作用。1928年，S．P．鐵木辛柯發(fā)表了《工程中的振動(dòng)問(wèn)題》 一書(shū)，總結(jié)了彈性體振動(dòng)理論及其在工程中應(yīng)用的情況。近幾十年來(lái)，由于工程實(shí)踐的需要和科學(xué)探索的興趣，人們進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究工作，使這門(mén)學(xué)科在實(shí)踐和理論分析上都獲得了高度的發(fā)展。

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)新的問(wèn)題

二百多年來(lái)，結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為一門(mén)比較成熟的學(xué)科。但是，結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仍在探索新的問(wèn)題，如：

（1）復(fù)模態(tài)理論 傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)主要以不考慮阻尼或只考慮比例阻尼系統(tǒng)的振型的純模態(tài)理論為基礎(chǔ)，近年來(lái)在考慮任意阻尼的復(fù)模態(tài)理論研究方面已取得一定的進(jìn)展。深入開(kāi)展復(fù)模態(tài)理論的研究將進(jìn)一步推動(dòng)結(jié)構(gòu)力學(xué)的理論分析方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展。

（2）主動(dòng)振動(dòng)控制 研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的最終目的是要控制振動(dòng)，防止因振動(dòng)而造成的損害，而利用其有利的特性。傳統(tǒng)的作法是根據(jù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的分析結(jié)果，在必要時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)采取相應(yīng)的修改措施，這是一種被動(dòng)的振動(dòng)控制方式。航空界在20世紀(jì)60年代開(kāi)始發(fā)展主動(dòng)控制技術(shù)，即根據(jù)振動(dòng)傳感器所獲得的結(jié)構(gòu)振動(dòng)信息，通過(guò)控制系統(tǒng)加以分析并操縱若干小型操縱面，以達(dá)到降低飛機(jī)對(duì)大氣湍流的響應(yīng)水平或推遲顫振發(fā)生的目的，這是一種主動(dòng)的振動(dòng)控制方式。振動(dòng)控制由被動(dòng)發(fā)展到主動(dòng)，是結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中一個(gè)值得注意的動(dòng)向。

（3）優(yōu)化設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中的傳統(tǒng)作法是分析已有結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特征，其逆問(wèn)題——設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)使其具有預(yù)定的動(dòng)力特性——越來(lái)越引起了人們的重視(見(jiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì))。

（4）跨學(xué)科和其他問(wèn)題 吸收其他學(xué)科的新技術(shù)，改善現(xiàn)有的方法和技術(shù)以提高它們的效率和精度，并開(kāi)展跨學(xué)科的研究工作。 2100433B

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究在動(dòng)態(tài)荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的計(jì)算理論及方法。與結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算相比，結(jié)構(gòu)承受周期荷載、沖擊荷載、隨機(jī)荷載等動(dòng)力荷載作用時(shí)，結(jié)構(gòu)的平衡方程中必須考慮慣性力的作用，有時(shí)還要考慮阻尼力的作用，且平衡方程是瞬時(shí)的，荷載、內(nèi)力、位移等均是時(shí)間的函數(shù)。

在結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算中要考慮慣性力、阻尼力的作用，故必須研究結(jié)構(gòu)的質(zhì)量在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的自由度。動(dòng)力自由度是指結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中任一時(shí)刻確定全部質(zhì)量的位置所需的獨(dú)立幾何參數(shù)的數(shù)目。

靜力計(jì)算考慮的是結(jié)構(gòu)的靜力平衡，荷載、約束力、位移等都是不隨時(shí)間變化的常量。動(dòng)力問(wèn)題與靜力問(wèn)題相比較，在結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算中，需要考慮慣性力，荷載是時(shí)間的函數(shù)，需要考慮慣性力。在動(dòng)力問(wèn)題中，根據(jù)達(dá)朗貝爾原理，建立包含慣性力的動(dòng)力平衡方程，這樣就把動(dòng)力學(xué)問(wèn)題化成瞬間的靜力學(xué)問(wèn)題．運(yùn)用靜力學(xué)方法計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移。與靜力平衡方程不同，動(dòng)力平衡微分方程的解(即動(dòng)力反應(yīng))是隨時(shí)間變化的，因而動(dòng)力分析比靜力分析更加復(fù)雜。

本書(shū)是土木工程研究生系列教材之一。本書(shū)在介紹基本概念和基本理論的同時(shí)，注重介紹本研究領(lǐng)域的前沿動(dòng)態(tài)和存在的關(guān)鍵性問(wèn)題，注重讀者解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)和研究發(fā)展方向的指點(diǎn)。 本書(shū)通過(guò)對(duì)單自由度體系、多自由度體系和分布參數(shù)體系的系列介紹，使讀者系統(tǒng)掌握結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的基本理論和分析方法；通過(guò)結(jié)構(gòu)動(dòng)力問(wèn)題分析中的數(shù)值分析方法、離散化分析和隨機(jī)振動(dòng)分析的系列介紹，使讀者初步具有分析和解決結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的理論研究和實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

本書(shū)可作為大土木專業(yè)研究生的教材和從事土木工程研究的技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考書(shū)。

本書(shū)是在作者多年從事結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的教學(xué)及研究工作的基礎(chǔ)上撰寫(xiě)而成。書(shū)中在介紹基本概念和基礎(chǔ)理論的同時(shí)，也介紹了結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的若干前沿研究課題。本書(shū)既注重讀者對(duì)基本知識(shí)的掌握，也注重讀者對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)領(lǐng)域研究發(fā)展方向的掌握。

本書(shū)的主要內(nèi)容包括運(yùn)動(dòng)方程的建立、單自由度體系、多自由度體系、無(wú)限自由度體系的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題、*振動(dòng)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的前沿研究課題。書(shū)中側(cè)重介紹單自由度體系和多自由度體系，重點(diǎn)突出。

本書(shū)可作為土木工程、機(jī)械工程、力學(xué)、航空等相關(guān)學(xué)科的本科生和研究生的教學(xué)用書(shū)，也可以作為從事結(jié)構(gòu)振動(dòng)、模態(tài)分析與測(cè)試等方面工作的研究人員和工程技術(shù)人員的參考用書(shū)。

內(nèi)容簡(jiǎn)介

《高等學(xué)校理工科力學(xué)類規(guī)劃教材·普通高等教育"十一五"國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)》共分7章。主要內(nèi)容：第1章簡(jiǎn)單介紹結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的研究?jī)?nèi)容及其與靜力問(wèn)題的主要區(qū)別。第2章較詳細(xì)地介紹了單自由度系統(tǒng)的振動(dòng)理論和主要求解方法，包括運(yùn)動(dòng)方程的建立和無(wú)阻尼系統(tǒng)及有阻尼系統(tǒng)自由振動(dòng)，在簡(jiǎn)諧荷載、周期性荷載和任意荷載作用下動(dòng)力響應(yīng)的求解。第3章介紹多自由度系統(tǒng)振動(dòng)方程的建立和一些重要求解方法，包括低階廣義特征值問(wèn)題的簡(jiǎn)單解法，強(qiáng)迫振動(dòng)問(wèn)題的振型分解法和逐步積分法以及復(fù)振型方法等。第4章介紹連續(xù)系統(tǒng)的振動(dòng)，主要介紹了桿、梁、板等簡(jiǎn)單彈性系統(tǒng)自由和強(qiáng)迫振動(dòng)偏微分方程的基本求解方法。第5章介紹應(yīng)用能量原理建立結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程以及對(duì)運(yùn)動(dòng)方程的近似求解。第6章針對(duì)更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)．介紹了有限元?jiǎng)恿Ψ治龇椒ǖ囊c(diǎn)，包括質(zhì)量陣、剛度陣和阻尼陣的生成，大型廣義特征值問(wèn)題的有效...(展開(kāi)全部) 《高等學(xué)校理工科力學(xué)類規(guī)劃教材·普通高等教育"十一五"國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)》共分7章。主要內(nèi)容：第1章簡(jiǎn)單介紹結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的研究?jī)?nèi)容及其與靜力問(wèn)題的主要區(qū)別。第2章較詳細(xì)地介紹了單自由度系統(tǒng)的振動(dòng)理論和主要求解方法，包括運(yùn)動(dòng)方程的建立和無(wú)阻尼系統(tǒng)及有阻尼系統(tǒng)自由振動(dòng)，在簡(jiǎn)諧荷載、周期性荷載和任意荷載作用下動(dòng)力響應(yīng)的求解。第3章介紹多自由度系統(tǒng)振動(dòng)方程的建立和一些重要求解方法，包括低階廣義特征值問(wèn)題的簡(jiǎn)單解法，強(qiáng)迫振動(dòng)問(wèn)題的振型分解法和逐步積分法以及復(fù)振型方法等。第4章介紹連續(xù)系統(tǒng)的振動(dòng)，主要介紹了桿、梁、板等簡(jiǎn)單彈性系統(tǒng)自由和強(qiáng)迫振動(dòng)偏微分方程的基本求解方法。第5章介紹應(yīng)用能量原理建立結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程以及對(duì)運(yùn)動(dòng)方程的近似求解。第6章針對(duì)更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)．介紹了有限元?jiǎng)恿Ψ治龇椒ǖ囊c(diǎn)，包括質(zhì)量陣、剛度陣和阻尼陣的生成，大型廣義特征值問(wèn)題的有效解法，復(fù)雜問(wèn)題的動(dòng)態(tài)子結(jié)構(gòu)方法等。第7章介紹了結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)的入門(mén)知識(shí)，著重介紹平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)概念和方法。其中包括了由《高等學(xué)校理工科力學(xué)類規(guī)劃教材·普通高等教育"十一五"國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)》作者提出的高效精確算法——“虛擬激勵(lì)法”。各章附有習(xí)題和答案，以便于讀者自學(xué)。對(duì)于我國(guó)高等教育中的工程力學(xué)專業(yè)來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)是一門(mén)非常重要的基礎(chǔ)課程。為了準(zhǔn)確、全面地反映該學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的理論方法及最新發(fā)展?fàn)顩r，《結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)》作者結(jié)合多年的教學(xué)和科研工作，并吸取了結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)近期出現(xiàn)的一些重要成果編寫(xiě)了這本教材?！督Y(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)》不但注重結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)基本概念、理論和方法的介紹，更強(qiáng)調(diào)如何應(yīng)用它們來(lái)解決實(shí)際的工程問(wèn)題?！陡叩葘W(xué)校理工科力學(xué)類規(guī)劃教材·普通高等教育"十一五"國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)》已入選教育部普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。2100433B