图书介绍
机械振动 第5版pdf电子书版本下载
- 辛格雷苏.S.拉奥 著
- 出版社： 北京：清华大学出版社
- ISBN：9787302440581
- 出版时间：2016
- 标注页数：934页
- 文件大小：126MB
- 文件页数：970页
- 主题词：机械振动
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图书目录
第1章 振动理论基础 1
1.1 前言 2
1.2 振动研究简史 2
1.2.1 振动研究的起源 2
1.2.2 从伽利略（Galileo）到瑞利（Rayleigh） 5
1.2.3 近代之贡献 7
1.3 振动研究的重要性 9
1.4 振动的基本概念 11
1.5 振动的分类 14
1.5.1 自由振动与受迫振动 14
1.5.2 有阻尼振动与无阻尼振动 14
1.5.3 线性振动与非线性振动 14
1.5.4 确定性振动与随机振动 15
1.6 振动分析的一般步骤 15
1.7 弹簧元件 18
1.7.1 非线性弹簧 19
1.7.2 非线性弹簧的线性化 21
1.7.3 弹性元件的弹簧常数 22
1.7.4 弹簧的组合 25
1.7.5 与由重力引起的恢复力有关的弹簧常数 31
1.8 质量或惯性元件 32
1.9 阻尼元件 36
1.9.1 黏性阻尼器的结构 37
1.9.2 非线性阻尼器的线性化 41
1.9.3 阻尼器的组合 42
1.10 简谐运动 43
1.10.1 简谐运动的矢量表示 44
1.10.2 简谐运动的复数表示 44
1.10.3 复数的代数运算 46
1.10.4 简谐函数的运算 46
1.10.5 定义和术语 48
1.11 谐波分析 51
1.11.1 傅里叶级数展开 52
1.11.2 傅里叶级数的复数形式 53
1.11.3 频谱 53
1.11.4 时域表示法与频域表示法 54
1.11.5 奇函数和偶函数 54
1.11.6 半区间展开 56
1.11.7 系数的数字计算 56
1.12 利用MATLAB求解的例子 60
1.13 振动方面的文献 64
本章小结 65
参考文献 65
思考题 67
习题 71
设计题目 92
第2章 单自由度系统的自由振动 96
2.1 引言 97
2.2 无阻尼平动系统的自由振动 99
2.2.1 根据牛顿第二定律建立系统的运动微分方程 99
2.2.2 用其他方法建立系统的运动微分方程 100
2.2.3 铅垂方向上弹簧-质量系统的运动微分方程 101
2.2.4 运动微分方程的解 102
2.2.5 简谐运动 103
2.3 无阻尼扭转系统的自由振动 111
2.3.1 运动微分方程 112
2.3.2 运动微分方程的解 113
2.4 一阶系统的响应与时间常数 115
2.5 瑞利能量法 117
2.6 黏性阻尼系统的自由振动 120
2.6.1 运动微分方程 120
2.6.2 方程的解 120
2.6.3 对数缩减率 124
2.6.4 黏性阻尼消耗的能量 125
2.6.5 有黏性阻尼的扭振系统 126
2.7 特征根的图解表示及相应的解 131
2.7.1 特征方程的根 131
2.7.2 根的图解表示及相应的解 132
2.8 参数变化与根轨迹表示 133
2.8.1 s平面中ωn、ωd、ζ与τ的说明 133
2.8.2 根轨迹与参数变化 136
2.9 库仑阻尼系统的自由振动 141
2.9.1 运动微分方程 142
2.9.2 方程的解 143
2.9.3 有库仑阻尼的扭振系统 145
2.10 滞后阻尼系统的自由振动 146
2.11 系统的稳定性 151
2.12 利用MATLAB求解的例子 154
本章小结 159
参考文献 160
思考题 160
习题 165
设计题目 191
第3章 单自由度系统在简谐激励下的振动 193
3.1 引言 194
3.2 运动微分方程 194
3.3 无阻尼系统在简谐力作用下的响应 195
3.3.1 总响应 197
3.3.2 拍振现象 198
3.4 阻尼系统在简谐力作用下的响应 200
3.4.1 总响应 203
3.4.2 品质因子与带宽 205
3.5 F（t）＝Feiωt作用下阻尼系统的响应 206
3.6 基础作简谐运动时阻尼系统的响应 208
3.6.1 所传递的力 210
3.6.2 相对运动 211
3.7 具有旋转不平衡质量的阻尼系统的响应 212
3.8 库仑阻尼系统的受迫振动 217
3.9 滞后阻尼系统的受迫振动 220
3.10 其他类型阻尼系统的受迫振动 221
3.11 自激振动与稳定性分析 222
3.11.1 动力稳定性分析 222
3.11.2 流体导致的动力不稳定 224
3.12 传递函数法 230
3.13 利用拉普拉斯变换求解 232
3.14 频率传递函数 235
3.14.1 一般传递函数T（s）与频率传递函数T（iω）的关系 236
3.14.2 频响特征的表示 237
3.15 利用MATLAB求解的例子 240
本章小结 246
参考文献 246
思考题 247
习题 250
设计题目 267
第4章 单自由度系统在一般激励下的振动 268
4.1 引言 269
4.2 一般周期力作用下的响应 269
4.2.1 一阶系统 270
4.2.2 二阶系统 275
4.3 不规则形式的周期力作用下的响应 280
4.4 非周期力作用下的响应 281
4.5 卷积积分 282
4.5.1 对冲量的响应 282
4.5.2 对一般力的响应 285
4.5.3 对基础激励的响应 286
4.6 响应谱 291
4.6.1 基础激励对应的响应谱 293
4.6.2 地震响应谱 295
4.6.3 冲击环境下的设计 298
4.7 拉普拉斯变换 300
4.7.1 瞬态响应与稳态响应 301
4.7.2 一阶系统的响应 301
4.7.3 二阶系统的响应 302
4.7.4 阶跃激励的响应 307
4.7.5 阶跃响应的分析 311
4.7.6 瞬态响应的描述 312
4.8 数值方法 318
4.9 利用数值方法求不规则激励下的响应 321
4.10 利用MATLAB求解的例子 323
本章小结 327
参考文献 327
思考题 328
习题 332
设计题目 347
第5章 二自由度系统的振动 349
5.1 引言 350
5.2 受迫振动的运动微分方程 353
5.3 无阻尼系统的自由振动分析 354
5.4 扭振系统 361
5.5 坐标耦合与主坐标 364
5.6 受迫振动分析 368
5.7 半正定系统 371
5.8 自激振动与稳定性分析 373
5.9 传递函数法 374
5.10 利用拉普拉斯变换求解 375
5.11 利用频率传递函数求解 382
5.12 利用MATLAB求解的例子 384
本章小结 390
参考文献 391
思考题 391
习题 394
设计题目 411
第6章 多自由度系统 412
6.1 引言 413
6.2 连续系统模型化为多自由度系统 413
6.3 运用牛顿第二定律推导运动微分方程 414
6.4 影响系数 418
6.4.1 刚度影响系数 418
6.4.2 柔度影响系数 422
6.4.3 惯性影响系数 425
6.5 以矩阵形式表示的势能与动能 427
6.6 广义坐标与广义力 429
6.7 用拉格朗日方程推导运动微分方程 430
6.8 以矩阵形式表示的无阻尼系统的运动微分方程 433
6.9 特征值问题 434
6.10 特征值问题的解 435
6.10.1 特征方程的解 435
6.10.2 主振型的正交性 439
6.10.3 重特征值 442
6.11 展开定理 444
6.12 无约束系统 444
6.13 无阻尼系统的自由振动 447
6.14 用模态分析法求无阻尼系统的受迫振动 449
6.15 黏性阻尼系统的受迫振动 454
6.16 自激振动及其稳定性分析 458
6.17 利用MATLAB求解的例子 460
本章小结 468
参考文献 468
思考题 469
习题 473
设计题目 489
第7章 多自由度系统固有频率与振型的近似计算方法 490
7.1 引言 491
7.2 邓克莱公式 491
7.3 瑞利法 493
7.3.1 瑞利商的性质 494
7.3.2 基频的计算 495
7.3.3 梁和轴的基频 496
7.4 霍尔茨法 498
7.4.1 扭振系统 499
7.4.2 弹簧-质量系统 501
7.5 矩阵迭代法 502
7.5.1 收敛到高阶固有频率 503
7.5.2 中间某阶固有频率的计算 504
7.6 雅可比法 508
7.7 标准特征值问题 510
7.7.1 柯勒斯基分解 511
7.7.2 其他解法 512
7.8 利用MATLAB求解的例子 512
本章小结 515
参考文献 516
思考题 517
习题 520
设计题目 526
第8章 连续系统的振动 527
8.1 引言 528
8.2 弦或索的横向振动 528
8.2.1 运动微分方程 528
8.2.2 初始条件与边界条件 529
8.2.3 等截面弦的自由振动 530
8.2.4 两端固定弦的自由振动 531
8.2.5 行波解 533
8.3 杆的纵向振动 534
8.3.1 运动微分方程及其解 534
8.3.2 振型函数的正交性 536
8.4 圆杆或轴的扭转振动 540
8.5 梁的横向振动 542
8.5.1 运动微分方程 542
8.5.2 初始条件 543
8.5.3 自由振动 544
8.5.4 边界条件 545
8.5.5 振型函数的正交性 547
8.5.6 受迫振动 549
8.5.7 轴向力的影响 550
8.5.8 转动惯量与剪切变形的影响 552
8.5.9 其他影响 555
8.6 薄膜的振动 555
8.6.1 运动微分方程 555
8.6.2 初始条件与边界条件 557
8.7 瑞利法 558
8.8 瑞利-李兹法 559
8.9 利用MATLAB求解的例子 561
本章小结 564
参考文献 564
思考题 566
习题 569
设计题目 577
第9章 振动控制 578
9.1 引言 579
9.2 振动列线图和振动标准 579
9.3 抑制振源强度 583
9.4 旋转机械的平衡 583
9.4.1 单面平衡 583
9.4.2 双面平衡 585
9.5 轴的涡动 589
9.5.1 运动微分方程 589
9.5.2 临界速度 591
9.5.3 系统的响应 591
9.5.4 稳定性分析 593
9.6 活塞式发动机的平衡 594
9.6.1 气体压力变化产生的不平衡力 594
9.6.2 运动部件的惯性产生的不平衡力 595
9.6.3 活塞式发动机的平衡 597
9.7 振动的控制 598
9.8 固有频率的控制 599
9.9 阻尼的应用 599
9.10 振动隔离 600
9.10.1 具有刚性基础的振动隔离系统 602
9.10.2 具有支撑运动的振动隔离系统 610
9.10.3 具有挠性基础的振动隔离系统 615
9.10.4 具有部分挠性基础的振动隔离系统 616
9.10.5 冲击隔离 617
9.10.6 主动振动控制 619
9.11 吸振器 623
9.11.1 无阻尼动力吸振器 624
9.11.2 有阻尼动力吸振器 627
9.12 利用MATLAB求解的例子 630
本章小结 639
参考文献 639
思考题 641
习题 644
设计题目 655
第10章 振动测量与应用 656
10.1 引言 657
10.2 传感器 658
10.2.1 变电阻传感器 658
10.2.2 压电传感器 660
10.2.3 电动式传感器 661
10.2.4 线性可变差动变压器传感器 661
10.3 拾振器 662
10.3.1 测振计 663
10.3.2 加速度计 664
10.3.3 速度计 666
10.3.4 相位失真 667
10.4 频率测量仪 669
10.5 激振器 670
10.5.1 机械式激振器 670
10.5.2 电动式激振器 671
10.6 信号分析 672
10.6.1 频谱分析仪 673
10.6.2 带通滤波器 673
10.6.3 恒百分比带宽滤波器和恒带宽滤波器 674
10.7 机械和结构的动态测试 675
10.7.1 利用测量运行时的变形 675
10.7.2 利用模态测试 676
10.8 实验模态分析 676
10.8.1 基本观点 676
10.8.2 所需仪器 676
10.8.3 数字信号处理 678
10.8.4 随机信号分析 679
10.8.5 从观察到的峰值确定模态数据 682
10.8.6 根据奈奎斯特图确定模态数据 683
10.8.7 模态形状的测量 685
10.9 机器运行状态监测与诊断 687
10.9.1 振动强度标准 687
10.9.2 设备检修技术 687
10.9.3 机械运行状况监测技术 688
10.9.4 振动监测技术 689
10.9.5 仪器系统 692
10.9.6 监测参数的选取 694
10.10 利用MATLAB求解的例子 694
本章小结 697
参考文献 697
思考题 698
习题 702
设计题目 705
第11章 振动分析中的数值积分法 707
11.1 引言 708
11.2 有限差分法 708
11.3 用中心差分法求单自由度系统的响应 709
11.4 用龙格-库塔法求单自由度系统的响应 711
11.5 用中心差分法求多自由度系统的响应 713
11.6 用有限差分法求连续系统的响应 716
11.6.1 杆的纵向振动 716
11.6.2 梁的横向振动 719
11.7 用龙格-库塔法求多自由度系统的响应 722
11.8 侯伯特法 723
11.9 威尔逊法 726
11.10 纽马克法 728
11.11 利用MATLAB求解的例子 730
本章小结 737
参考文献 737
思考题 738
习题 740
第12章 有限单元法 745
12.1 引言 746
12.2 单元的运动方程 746
12.3 质量矩阵、刚度矩阵以及载荷向量 748
12.3.1 杆单元 748
12.3.2 扭转单元 750
12.3.3 梁单元 751
12.4 单元矩阵和单元向量的变换 753
12.5 有限单元集成系统的运动方程 755
12.6 边界条件的引入 756
12.7 一致质量矩阵和集中质量矩阵 764
12.7.1 杆单元的集中质量矩阵 764
12.7.2 梁单元的集中质量矩阵 764
12.7.3 集中质量矩阵与一致质量矩阵的关系 765
12.8 利用MATLAB求解的例子 766
本章小结 771
参考文献 772
思考题 772
习题 775
设计题目 785
第13章 非线性振动 787
13.1 引言 788
13.2 非线性振动问题的例子 788
13.2.1 单摆 788
13.2.2 机械颤振，皮带摩擦系统 789
13.2.3 变质量系统 790
13.3 精确解法 790
13.4 近似分析方法 791
13.4.1 基本原理 792
13.4.2 林兹泰德（Lindstedt）摄动方法 794
13.4.3 迭代法 795
13.4.4 李兹-伽辽金法 798
13.5 亚谐振动和超谐振动 800
13.5.1 亚谐振动 800
13.5.2 超谐振动 802
13.6 变参数系统（马休方程） 803
13.7 图解法 807
13.7.1 相平面法 807
13.7.2 相速度 810
13.7.3 绘制相轨迹的方法 811
13.7.4 根据相轨迹求时域解 812
13.8 平衡状态的稳定性 813
13.8.1 稳定性分析 813
13.8.2 奇点的分类 814
13.9 极限环 816
13.10 混沌 817
13.10.1 具有稳定轨道的函数 818
13.10.2 具有不稳定轨道的函数 819
13.10.3 没有激励项时达芬方程的混沌行为 820
13.10.4 有激励项时达芬方程的混沌行为 822
13.11 数值方法 824
13.12 利用MATLAB求解的例子 824
本章小结 833
参考文献 833
思考题 835
习题 838
设计题目 844
第14章 随机振动 845
14.1 引言 846
14.2 随机变量与随机过程 847
14.3 概率分布 847
14.4 均值与标准差 848
14.5 几个随机变量的联合概率分布 849
14.6 随机过程的相关函数 851
14.7 平稳随机过程 852
14.8 高斯随机过程 854
14.9 傅里叶分析 855
14.9.1 傅里叶级数 855
14.9.2 傅里叶积分 857
14.10 功率谱密度 859
14.11 宽带和窄带随机过程 861
14.12 单自由度系统的响应 862
14.12.1 脉冲响应函数法 862
14.12.2 频响函数法 863
14.12.3 响应函数的特点 864
14.13 平稳随机激励下的响应 864
14.13.1 脉冲响应函数法 865
14.13.2 频响函数法 865
14.14 多自由度系统的响应 869
14.15 利用MATLAB求解的例子 874
本章小结 877
参考文献 877
思考题 878
习题 881
设计题目 887
附录A 数学关系和材料属性 888
附录B 梁和板的挠度 891
附录C 矩阵 894
C.1 定义 894
C.2 矩阵的基本运算 897
参考文献 898
附录D 拉普拉斯变换 899
D.1 定义 899
D.2 导数的拉普拉斯变换 900
D.3 移位定理 900
D.4 部分分式法 901
D.5 卷积积分 902
附录E 单位 906
参考文献 908
附录F MATLAB简介 909
F.1 变量 909
F.2 数组和矩阵 910
F.3 特殊结构的数组 910
F.4 特殊矩阵 911
F.5 矩阵运算 911
F.6 MATLAB中的函数 911
F.7 复数 912
F.8 M文件 912
F.9 绘图 913
F.10 非线性方程的根 914
F.11 线性代数方程组的解 914
F.12 特征值问题的解 915
F.13 微分方程的解 916
部分习题答案 918