《機械振動》2014版圖書

第1章振動基礎(chǔ)知識

1.1振動研究的基本內(nèi)容和方法

1.2振動的分類

1.3振動的運動學(xué)分析

1.4周期運動的譜分析

1.5振動分析的力學(xué)模型

習(xí)題一

第2章單自由度系統(tǒng)的自由振動

2.1無阻尼自由振動

2.2能量法

2.3等效質(zhì)量與等效剛度

2.3.1等效質(zhì)量的計算

2.3.2等效剛度的計算

2.4有阻尼自由振動

2.5對數(shù)衰減率

2.6干摩擦阻尼下的自由振動

習(xí)題二

第3章單自由度系統(tǒng)的強迫振動

3.1簡諧激勵作用下的響應(yīng)

3.2頻率響應(yīng)函數(shù)

3.3機械阻抗的基本概念

3.4結(jié)構(gòu)阻尼和庫侖阻尼

3.5等效阻尼

3.6旋轉(zhuǎn)失衡

3.7轉(zhuǎn)子旋曲與臨界轉(zhuǎn)速

3.8基礎(chǔ)激勵與隔振

3.9測振儀原理

3.10任意周期激勵下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)

3.11任意激勵作用下的瞬態(tài)響應(yīng)

3.12沖擊響應(yīng)

習(xí)題三

第4章二自由度系統(tǒng)

4.1無阻尼自由振動

4.2諧激勵下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)

4.3動力吸振器原理

4.4坐標(biāo)耦合

習(xí)題四

機械振動

目錄

第5章多自由度系統(tǒng)

5.1運動方程的建立

5.1.1剛度矩陣方法

5.1.2柔度矩陣方法

5.1.3拉格朗日方程的應(yīng)用

5.2固有頻率與振型

5.3振型向量的正交性

5.4振型疊加法

5.5阻尼的處理

5.6振型截斷法

5.7狀態(tài)空間法

5.8計算基頻的近似方法

5.8.1瑞利(Rayleigh)法

5.8.2鄧克列(Dunkerley)公式

習(xí)題五

第6章連續(xù)系統(tǒng)振動

6.1波動方程

6.1.1桿的縱向振動

6.1.2圓軸的扭轉(zhuǎn)振動

6.1.3弦振動

6.1.4波動方程的解與行波

6.1.5固有頻率和振型函數(shù)

6.2梁的橫向振動

6.2.1梁振動的運動方程及解的性質(zhì)

6.2.2梁振動的固有頻率與振型

6.2.3剪切變形和轉(zhuǎn)動慣量的影響

6.3連續(xù)系統(tǒng)振型函數(shù)的正交性

6.3.1桿的振型函數(shù)正交性

6.3.2梁的振型函數(shù)正交性

6.4梁振動的振型疊加法

6.5連續(xù)系統(tǒng)固有頻率的近似計算

習(xí)題六

第7章振動控制原理

7.1振動源

7.2振動的危害和容許標(biāo)準(zhǔn)

7.3振動控制方法

7.4振源控制

7.5隔振

7.5.1剛性基礎(chǔ)的振動隔離

7.5.2彈性基礎(chǔ)的振動隔離

7.5.3隔振設(shè)計流程

7.5.4隔振器

7.6阻尼減振

7.6.1阻尼的分類及作用機制

7.6.2阻尼器原理

7.6.3粘彈性阻尼材料

7.6.4阻尼處理與約束阻尼層

7.7動力吸振器

7.8振動主動控制

7.8.1概述

7.8.2半主動控制

7.8.3主動控制

7.8.4最優(yōu)控制

習(xí)題七

第8章隨機振動

8.1隨機變量與隨機過程

8.2傅里葉變換

8.2.1復(fù)數(shù)形式的傅里葉級數(shù)

8.2.2傅里葉變換

8.2.3傅里葉變換的重要性質(zhì)

8.3隨機信號的相關(guān)分析和譜分析

8.3.1相關(guān)分析

8.3.2譜分析

8.4單輸入單輸出系統(tǒng)對隨機激勵的響應(yīng)

8.5多輸入單輸出系統(tǒng)

8.5.1響應(yīng)的自相關(guān)函數(shù)和功率譜密度

8.5.2系統(tǒng)對隨機激勵的均方響應(yīng)

8.6多輸入多輸出系統(tǒng)

習(xí)題八

第9章振動測量

9.1振動測量的目的、方法與過程

9.2傳感器與激振設(shè)備

9.2.1壓電加速度傳感器

9.2.2加速度計的使用

9.2.3速度傳感器

9.2.4位移傳感器

9.2.5其他傳感器

9.2.6激振設(shè)備

9.3振動測量儀器

9.4振動信號處理

9.4.1采樣定理

9.4.2譜分析

9.5振動測量方法

9.5.1實驗?zāi)B(tài)分析原理

9.5.2模態(tài)測試

習(xí)題九

第10章非線性振動

10.1機械及結(jié)構(gòu)的非線性要素

10.1.1非線性彈性

10.1.2非線性阻尼

10.1.3時變系數(shù)

10.2非線性振動的定性分析方法

10.2.1相平面法

10.2.2平衡點的穩(wěn)定性分析

10.3自激振動、極限環(huán)

10.4強迫振動： 跳躍現(xiàn)象、次諧波與組合諧波

10.4.1跳躍現(xiàn)象

10.4.2次諧波響應(yīng)

10.4.3組合諧波響應(yīng)

10.5參數(shù)激勵振動

10.6混沌與分岔

10.6.1龐加萊截面

10.6.2分岔

10.6.3混沌行為

習(xí)題十

附錄A用MATLAB計算振動問題

A.1MATLAB簡介

A.2固有頻率和振型的計算

A.3龍格庫塔(RuggeKutta)法

A.4線性代數(shù)方程組求解

A.5MATLAB計算振動問題算例

附錄B用于均方響應(yīng)計算的積分

參考文獻(xiàn)

振動基本理論主要介紹離散系統(tǒng)和連續(xù)系統(tǒng)的線性振動，以信號處理為基礎(chǔ)、輸入輸出關(guān)系分析為重點的隨機振動，以及具有各種代表性特質(zhì)的非線性振動。振動控制原理重點介紹振源分析、隔振技術(shù)、阻尼減振、動力吸振、半主動控制和主動控制等內(nèi)容。振動測試技術(shù)主要介紹傳感器和儀器、信號處理基本知識以及振動測量方法。MATLAB振動計算則通過算例介紹如何用MATLAB編程計算固有頻率、振型和響應(yīng)等振動問題。 本書主要用作高年級本科生或研究生的機械振動課程教材，也可作為從事機械工程、車輛工程和土木工程的技術(shù)人員解決振動問題的參考書。

本書系統(tǒng)地論述了機械振動的基本理論和分析方法，并結(jié)合實際介紹了它在各方面的應(yīng)用。

全書共分十三章，首先介紹振動的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，接著詳細(xì)地論述了一自由度、多自由度以及彈性體的線性振動理論和分析方法．此外，對非線性振動、自激振動、沖擊和緩沖等問題的分析方法也作了介紹，尤其對統(tǒng)計理論應(yīng)用于機械振動作了仔細(xì)的分析．專門論述了往復(fù)機械和旋轉(zhuǎn)機械的振動．最后，詳細(xì)地介紹了振動測量的原理和方法．

本書可供物理、力學(xué)、電學(xué)、機械工程等方面的研究工作者，工程技術(shù)人員以及高等院校有關(guān)這方面專業(yè)的教師和學(xué)生參考。

一本介紹機械振動的基本理論與應(yīng)用的風(fēng)格，強調(diào)計算機技術(shù)與傳統(tǒng)理論分析的融合的專業(yè)書。

本書包括14章正文和6個附錄。不同層次的機械振動教學(xué)可以靈活地選擇這些內(nèi)容進行講授。如果此課程只為高年級或二年級的本科生安排一個學(xué)期，那么可以講授第1～5章、第6～8章和第10章的部分內(nèi)容以及第9章。本課程也可以側(cè)重于計算機應(yīng)用從而以第11章代替第8章。可供選擇的方案還有，如果此課程為高年級安排講授一年的話，第12～14章也提供了足夠的內(nèi)容。如果對于此課程的學(xué)時安排較少，教師可根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)和教學(xué)傾向選擇其中的一些題目講授。由于本書的講解通俗易懂，所以也可以作為培訓(xùn)工程師的自學(xué)教材以及參考文獻(xiàn)和計算機程序的源文獻(xiàn)?！〉?章以簡要地討論振動研究的歷史和重要性開頭，同時還介紹了振動分析中要用到的基本概念和術(shù)語。第2章介紹單自由度無阻尼平動和扭振系統(tǒng)的自由振動分析，還討論了黏性阻尼、庫侖阻尼和滯后阻尼的影響。第3章討論單自由度系統(tǒng)在簡諧激勵下的響應(yīng)。第4章討論單自由度系統(tǒng)在一般力函數(shù)作用下的響應(yīng)。在這一章里還討論了卷積積分、拉普拉斯變換以及數(shù)值方法的作用。此外，這一章還介紹了響應(yīng)譜的概念。第5章介紹兩自由度系統(tǒng)的自由振動和受迫振動。在這一章里還討論了自激振動和系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。第6章介紹多自由度系統(tǒng)的振動分析，在理論上使用了矩陣分析方法。針對受迫振動問題的求解，詳細(xì)地給出了模態(tài)分析的全部過程。第7章介紹了求解離散系統(tǒng)固有頻率的幾種近似方法，包括鄧克萊（Dunkerley）法、瑞利（Rayleigh）法、霍爾茨（Holzer）法、雅可比（Jacobi）法和矩陣迭代法。第8章討論連續(xù)體的振動，包括弦的振動、桿的振動、軸的振動、梁的振動和薄膜的振動。此外，這一章也介紹了求解連續(xù)系統(tǒng)固有頻率的近似方法--瑞利(Rayleigh)法和瑞利-李茲(Rayleigh-Ritz)法。第9章討論如何進行振動控制，包括消振問題、隔振問題和吸振問題。這一章還討論了旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運動機械的平衡問題以及軸的弓形回轉(zhuǎn)問題。第10章介紹振動測量儀器、激振器以及信號分析問題。第11章介紹求離散和連續(xù)系統(tǒng)動力學(xué)響應(yīng)的幾種數(shù)值積分方法，包括中心差分法、龍格-庫塔法(Runge-Kutta)、侯伯特(Houbolt)法、威爾遜(Wilson)法、紐馬克 (Newmark)法等。第12章以一維單元為例介紹有限單元方法。第13章介紹非線性振動問題如亞諧和超諧振動、極限環(huán)、時變參數(shù)系統(tǒng)和混沌問題的一般處理方法。第14章介紹線性系統(tǒng)的隨機振動問題。附錄A和附錄B分別介紹數(shù)學(xué)關(guān)系以及梁和板的變形。附錄C、附錄D和附錄E分別介紹矩陣及其運算、拉普拉斯變換對和單位制。最后，在附錄F中簡要介紹了MATLAB軟件。