機(jī)械振動(dòng)內(nèi)容簡(jiǎn)介

振動(dòng)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(dòng)，以信號(hào)處理為基礎(chǔ)、輸入輸出關(guān)系分析為重點(diǎn)的隨機(jī)振動(dòng)，以及具有各種代表性特質(zhì)的非線性振動(dòng)。振動(dòng)控制原理重點(diǎn)介紹振源分析、隔振技術(shù)、阻尼減振、動(dòng)力吸振、半主動(dòng)控制和主動(dòng)控制等內(nèi)容。振動(dòng)測(cè)試技術(shù)主要介紹傳感器和儀器、信號(hào)處理基本知識(shí)以及振動(dòng)測(cè)量方法。MATLAB振動(dòng)計(jì)算則通過(guò)算例介紹如何用MATLAB編程計(jì)算固有頻率、振型和響應(yīng)等振動(dòng)問(wèn)題。 本書主要用作高年級(jí)本科生或研究生的機(jī)械振動(dòng)課程教材，也可作為從事機(jī)械工程、車輛工程和土木工程的技術(shù)人員解決振動(dòng)問(wèn)題的參考書。

第1章振動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)

1.1振動(dòng)研究的基本內(nèi)容和方法

1.2振動(dòng)的分類

1.3振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

1.4周期運(yùn)動(dòng)的譜分析

1.5振動(dòng)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(dòng)

2.1無(wú)阻尼自由振動(dòng)

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(jì)算

2.3.2等效剛度的計(jì)算

2.4有阻尼自由振動(dòng)

2.5對(duì)數(shù)衰減率

2.6干摩擦阻尼下的自由振動(dòng)

習(xí)題二

第3章單自由度系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)

3.1簡(jiǎn)諧激勵(lì)作用下的響應(yīng)

3.2頻率響應(yīng)函數(shù)

3.3機(jī)械阻抗的基本概念

3.4結(jié)構(gòu)阻尼和庫(kù)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(lì)與隔振

3.9測(cè)振儀原理

3.10任意周期激勵(lì)下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)

3.11任意激勵(lì)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(wú)阻尼自由振動(dòng)

4.2諧激勵(lì)下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)

4.3動(dòng)力吸振器原理

4.4坐標(biāo)耦合

習(xí)題四

機(jī)械振動(dòng)

目錄

第5章多自由度系統(tǒng)

5.1運(yùn)動(dòng)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?cái)喾?

5.7狀態(tài)空間法

5.8計(jì)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(dòng)

6.1波動(dòng)方程

6.1.1桿的縱向振動(dòng)

6.1.2圓軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)

6.1.3弦振動(dòng)

6.1.4波動(dòng)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(dòng)

6.2.1梁振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程及解的性質(zhì)

6.2.2梁振動(dòng)的固有頻率與振型

6.2.3剪切變形和轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)的振型疊加法

6.5連續(xù)系統(tǒng)固有頻率的近似計(jì)算

習(xí)題六

第7章振動(dòng)控制原理

7.1振動(dòng)源

7.2振動(dòng)的危害和容許標(biāo)準(zhǔn)

7.3振動(dòng)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(dòng)隔離

7.5.2彈性基礎(chǔ)的振動(dòng)隔離

7.5.3隔振設(shè)計(jì)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(jī)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(dòng)力吸振器

7.8振動(dòng)主動(dòng)控制

7.8.1概述

7.8.2半主動(dòng)控制

7.8.3主動(dòng)控制

7.8.4最優(yōu)控制

習(xí)題七

第8章隨機(jī)振動(dòng)

8.1隨機(jī)變量與隨機(jī)過(guò)程

8.2傅里葉變換

8.2.1復(fù)數(shù)形式的傅里葉級(jí)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(jī)信號(hào)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(duì)隨機(jī)激勵(lì)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(duì)隨機(jī)激勵(lì)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(dòng)測(cè)量

9.1振動(dòng)測(cè)量的目的、方法與過(guò)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(jì)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(dòng)測(cè)量?jī)x器

9.4振動(dòng)信號(hào)處理

9.4.1采樣定理

9.4.2譜分析

9.5振動(dòng)測(cè)量方法

9.5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析原理

9.5.2模態(tài)測(cè)試

習(xí)題九

第10章非線性振動(dòng)

10.1機(jī)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(shí)變系數(shù)

10.2非線性振動(dòng)的定性分析方法

10.2.1相平面法

10.2.2平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性分析

10.3自激振動(dòng)、極限環(huán)

10.4強(qiáng)迫振動(dòng)： 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(lì)振動(dòng)

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(jì)算振動(dòng)問(wèn)題

A.1MATLAB簡(jiǎn)介

A.2固有頻率和振型的計(jì)算

A.3龍格庫(kù)塔(RuggeKutta)法

A.4線性代數(shù)方程組求解

A.5MATLAB計(jì)算振動(dòng)問(wèn)題算例

附錄B用于均方響應(yīng)計(jì)算的積分

參考文獻(xiàn)

本書系統(tǒng)地論述了機(jī)械振動(dòng)的基本理論和分析方法，并結(jié)合實(shí)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(dòng)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(dòng)理論和分析方法．此外，對(duì)非線性振動(dòng)、自激振動(dòng)、沖擊和緩沖等問(wèn)題的分析方法也作了介紹，尤其對(duì)統(tǒng)計(jì)理論應(yīng)用于機(jī)械振動(dòng)作了仔細(xì)的分析．專門論述了往復(fù)機(jī)械和旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)．最后，詳細(xì)地介紹了振動(dòng)測(cè)量的原理和方法．

本書可供物理、力學(xué)、電學(xué)、機(jī)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(jī)械振動(dòng)的基本理論與應(yīng)用的風(fēng)格，強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)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(gè)附錄。不同層次的機(jī)械振動(dòng)教學(xué)可以靈活地選擇這些內(nèi)容進(jìn)行講授。如果此課程只為高年級(jí)或二年級(jí)的本科生安排一個(gè)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(jì)算機(jī)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(jí)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(duì)于此課程的學(xué)時(shí)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(jì)算機(jī)程序的源文獻(xiàn)。　第1章以簡(jiǎn)要地討論振動(dòng)研究的歷史和重要性開(kāi)頭，同時(shí)還介紹了振動(dòng)分析中要用到的基本概念和術(shù)語(yǔ)。第2章介紹單自由度無(wú)阻尼平動(dòng)和扭振系統(tǒng)的自由振動(dòng)分析，還討論了黏性阻尼、庫(kù)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(jiǎn)諧激勵(lì)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(dòng)和受迫振動(dòng)。在這一章里還討論了自激振動(dòng)和系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題。第6章介紹多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)分析，在理論上使用了矩陣分析方法。針對(duì)受迫振動(dòng)問(wèn)題的求解，詳細(xì)地給出了模態(tài)分析的全部過(guò)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(dòng)，包括弦的振動(dòng)、桿的振動(dòng)、軸的振動(dòng)、梁的振動(dòng)和薄膜的振動(dòng)。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(jìn)行振動(dòng)控制，包括消振問(wèn)題、隔振問(wèn)題和吸振問(wèn)題。這一章還討論了旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械的平衡問(wèn)題以及軸的弓形回轉(zhuǎn)問(wèn)題。第10章介紹振動(dòng)測(cè)量?jī)x器、激振器以及信號(hào)分析問(wèn)題。第11章介紹求離散和連續(xù)系統(tǒng)動(dòng)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(kù)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(dòng)問(wèn)題如亞諧和超諧振動(dòng)、極限環(huán)、時(shí)變參數(shù)系統(tǒng)和混沌問(wèn)題的一般處理方法。第14章介紹線性系統(tǒng)的隨機(jī)振動(dòng)問(wèn)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(yùn)算、拉普拉斯變換對(duì)和單位制。最后，在附錄F中簡(jiǎn)要介紹了MATLAB軟件。