MECHANICAL VIBRATIONS FOURTH EDITION pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:7-09999

作者:SINGIRESU S.RAO

出品人:

頁數:1078

译者:

出版時間:2007-3-1

價格:315

裝幀:

isbn號碼:9780131207684

叢書系列:

圖書標籤:

• 機械振動
• 振動分析
• 機械工程
• 動力學
• 結構動力學
• 第四版
• 工程振動
• 振動理論
• 機械係統
• 振動控製

《機械振動：第四版》 引言 在物理世界的運轉中，振動無處不在。從微觀的原子尺度到宏觀的巨型結構，從精密的儀器到龐大的工程設備，振動都是一個 fundamental 的現象。理解和控製機械振動，不僅是工程師們解決實際問題的關鍵，更是推動科學技術進步的基石。本書，《機械振動：第四版》，旨在為讀者提供一個全麵、深入且實用的機械振動理論學習平颱。本書的編寫，力求在理論的嚴謹性與應用的廣泛性之間取得平衡，不僅闡述瞭機械振動學的基本原理，更著重於其在工程實踐中的應用，幫助讀者掌握分析、預測和解決實際工程問題所需的知識和技能。 本書的核心內容與結構 《機械振動：第四版》係統地涵蓋瞭機械振動學的各個關鍵領域，從最基礎的單自由度係統，逐步深入到多自由度係統、連續係統，並對非綫性振動、隨機振動等更復雜的議題進行瞭探討。全書結構清晰，邏輯嚴謹，內容編排循序漸進，旨在讓不同背景的讀者都能有效地掌握相關知識。 第一部分：單自由度係統（Single-Degree-of-Freedom Systems） 本書的起點，也是核心基礎，是單自由度係統的振動。這一部分將詳細介紹： 振動的基本概念與分類： 什麼是振動？自由振動、受迫振動、阻尼振動、無阻尼振動、綫性振動、非綫性振動等基本概念將被清晰界定，並闡述它們在實際中的體現。 無阻尼自由振動： 能量守恒原理在無阻尼係統中的應用，導納和剛度對係統固有頻率的影響。將引入質量-彈簧係統作為最基本的模型，詳細推導其運動方程，並求解自然頻率。 阻尼自由振動： 阻尼的物理意義，如粘性阻尼、乾摩擦阻尼、結構阻尼等，以及它們如何影響係統的衰減行為。重點分析過阻尼、臨界阻尼和欠阻尼三種情況下的振動響應，並引入阻尼比的概念。 無阻尼受迫振動： 當係統受到周期性外力作用時的響應。詳細分析其穩態響應和瞬態響應，引入頻率比、幅值放大係數和相角等重要概念。特彆關注共振現象及其危害，以及如何通過改變係統參數來避免共振。 阻尼受迫振動： 結閤阻尼效應，分析周期性外力作用下的係統響應。將探討不同阻尼比下，係統對不同頻率激勵的響應特性，以及阻尼在減小共振幅值方麵的重要作用。 能量法與瑞利法（Rayleigh’s Method）： 除瞭直接求解微分方程，還將介紹利用能量守恒原理估算係統固有頻率的近似方法，這在處理復雜係統時尤為有用。 激勵的特殊形式： 詳細分析各種非周期性激勵，如單位衝量響應、單位階躍響應，以及它們如何描述係統對瞬時或突變輸入的反應。 第二部分：多自由度係統（Multi-Degree-of-Freedom Systems） 在現實工程中，大多數機械係統並非簡單的單自由度模型所能完全描述。因此，本書將深入探討多自由度係統的振動特性： 多自由度係統的運動方程： 如何將具有多個相互關聯的自由度的物理係統建模，並建立其運動方程。將使用拉格朗日方程或牛頓第二定律來推導。 無阻尼多自由度係統的自由振動： 求解多自由度係統的固有頻率和振型。將介紹矩陣特徵值問題，以及特徵嚮量（振型）的物理意義，即各自由度相對位移的比例關係。 模態分析（Modal Analysis）： 介紹振動分解為一係列獨立的模態振動的概念。理解模態疊加原理，以及如何利用模態分析來理解和預測復雜係統的振動行為。 阻尼多自由度係統的響應： 討論如何處理多自由度係統中的阻尼。將介紹比例阻尼（Rayleigh damping）等簡化模型，以及其對係統響應的影響。 振動分析的數值方法： 針對復雜的、難以解析求解的多自由度係統，本書將介紹常用的數值求解方法，如有限元法（Finite Element Method）在振動分析中的初步應用。 第三部分：連續係統的振動（Vibrations of Continuous Systems） 許多重要的機械構件，如梁、杆、闆等，在振動時其變形是連續變化的，不能簡單地用離散的自由度來描述。本書將觸及這一領域： 弦的振動： 以最簡單的弦為例，推導波動方程，並求解其固有頻率和振型。 梁的振動： 詳細推導梁的歐拉-伯努利梁理論，並分析梁的橫嚮振動。將介紹不同邊界條件（簡支、固定、自由）對梁固有頻率的影響。 其他連續係統簡介： 簡要介紹闆、殼等更復雜連續係統的振動特性，並指齣其在實際工程中的重要性。 第四部分：特殊類型的振動 為瞭更全麵地理解振動現象，本書還將擴展到更復雜的振動類型： 非綫性振動（Nonlinear Vibrations）： 討論係統方程中包含非綫性項時的振動行為。非綫性振動可能齣現有趣的現象，如超諧波、亞諧波、分岔和混沌等。 隨機振動（Random Vibrations）： 現實世界的激勵往往是隨機的，而非確定的周期性函數。本書將介紹隨機振動的基本概念，如功率譜密度（Power Spectral Density, PSD），以及如何分析係統在隨機激勵下的響應。 振動測量與分析（Vibration Measurement and Analysis）： 介紹常用的振動測量儀器（如加速度計、位移傳感器）和數據采集係統。講解如何對采集到的振動信號進行時域和頻域分析，以及如何利用這些信息來診斷設備故障和評估係統性能。 第五部分：振動控製與應用 理論知識的最終目的是解決實際問題。本書的最後部分將聚焦於振動控製技術及其在工程中的廣泛應用： 減振與隔振（Vibration Damping and Isolation）： 介紹各種減振和隔振原理與方法，如使用阻尼材料、安裝隔振器、設計閤理的支撐結構等。 主動控製（Active Control）： 介紹利用傳感器、控製器和執行器來主動抵消或減小振動的技術，例如主動式減振器。 機械係統中的振動應用實例： 通過豐富的實例，展示機械振動理論在汽車懸掛係統、航空航天結構、橋梁工程、精密儀器設計、機械故障診斷等領域的實際應用。例如，分析發動機的振動對車輛舒適性的影響，以及如何通過結構設計來降低飛機結構在飛行過程中的振動。 學習方法與本書特色 《機械振動：第四版》在內容呈現上，始終貫穿著“理論與實踐相結閤”的理念。 嚴謹的數學推導： 所有重要公式和理論都基於紮實的數學推導，力求清晰易懂。 豐富的例題與習題： 每章都配有大量的例題，詳細演示瞭如何運用所學知識解決具體問題。章末習題的難度和類型多樣，能夠幫助讀者鞏固和拓展所學內容。 工程實例貫穿： 在講解理論的同時，不斷穿插工程實例，讓讀者能夠直觀地理解理論在實際工程中的意義和應用。 清晰的圖示與插圖： 大量精心繪製的圖示和插圖，直觀地展現瞭振動現象、係統模型和分析過程，大大增強瞭學習的直觀性和趣味性。 循序漸進的難度： 從最簡單的單自由度係統齣發，逐步引入更復雜的概念和技術，適閤不同學習階段的讀者。 結論 機械振動是理解和設計現代工程係統的基礎。無論您是機械工程、航空航天工程、土木工程，還是其他相關領域的學生、研究人員或工程師，本書都將是您學習和掌握機械振動知識的寶貴資源。《機械振動：第四版》不僅是一本教材，更是一本解決實際工程挑戰的指南，它將幫助您深入理解振動的奧秘，並能夠自信地應對各種振動相關的問題，從而在您的職業生涯中取得更大的成就。

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這本書的作者絕對是一位“偏執”的學者，他對細節的把握到瞭令人發指的地步。我注意到，在幾乎每一個重要的定義或定理的引入處，作者都會追溯其曆史淵源或者引用相關的經典文獻，這讓整本書的知識體係顯得無比堅實和可信。我記得有一次我在計算一個復雜的懸掛係統的固有頻率時，遇到瞭一個數值不一緻的問題，翻閱瞭好幾本書都沒找到答案，最後還是在這本書的某一節附錄中，找到瞭關於數值積分方法的特定收斂性討論，一下子就點亮瞭我的思路。此外，這本書在處理隨機過程與振動響應的結閤部分，也做得非常齣色，不同於其他教材隻是簡單羅列公式，作者還深入探討瞭不同隨機輸入模型（如白噪聲、有色噪聲）對係統動態行為的實際影響，這對於從事信號處理和狀態監測的工程師來說，簡直是寶藏級彆的知識。總而言之，這本書的深度和廣度，遠超我的預期，它是一部真正意義上的“案頭常備”的參考書。

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這本書的封麵設計實在是太吸引人瞭，簡約又不失專業感，那種深邃的藍色和銀色的字體搭配，讓人一看就知道這不是一本泛泛之談的入門讀物。我是在一個非常偶然的機會下接觸到這本書的，當時我正在為我的畢業設計尋找一些深入的理論支持，手頭上的參考資料總感覺差點意思，總是在關鍵時刻掉鏈子。翻開這本書後，我立刻被它嚴謹的邏輯結構和詳盡的公式推導所摺服。作者顯然在結構動力學和隨機振動分析方麵有著極其深厚的造詣，每一個章節的過渡都如同行雲流水般自然，沒有絲毫的拖遝感。特彆是關於模態分析和阻尼理論的那幾個章節，我印象特彆深刻，那些復雜的概念被拆解得非常細緻，配閤著清晰的圖示，即使是初次接觸這些復雜模型的讀者，也能很快抓住核心要點。我尤其欣賞作者在舉例時所采用的實際工程背景，這讓理論不再是空中樓閣，而是與現實緊密相連的實用工具。這本書為我解決設計中的一個關鍵瓶頸提供瞭決定性的思路，讓我得以順利完成項目，至今想來仍心存感激。

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我必須坦率地說，對於一個初學者來說，這本書的入門門檻可能稍微高瞭一點，它的語境和假設更多地傾嚮於已經具備瞭紮實的基礎理論知識的讀者。剛開始讀的時候，我感覺像是在啃一塊硬骨頭，很多地方需要停下來，查閱其他的代數或微積分基礎知識纔能繼續。但是，一旦你跨過瞭最初的障礙，你會發現自己獲得瞭一個巨大的提升。這本書對於建立“工程直覺”非常有幫助。它不隻是告訴你“應該怎麼做”，更重要的是解釋瞭“為什麼必須這樣做”。例如，在討論能量法和虛功原理時，作者對這些物理概念的闡述，清晰地揭示瞭機械係統中能量是如何傳遞和耗散的。這對於我理解和設計那些具有特定能量吸收需求的結構至關重要。這本書的價值不在於讓你快速得到一個答案，而在於培養你提齣正確問題的能力。它強迫你思考背後的物理本質，而不是僅僅依賴軟件模擬的結果。

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說實話，這本書的排版風格有點像我大學時代最愛的那本經典教材，那種略帶復古的嚴肅感，讓人不自覺地就提高瞭閱讀的專注度。我通常不怎麼喜歡閱讀過於厚重的專業書籍，但這本書的章節劃分非常閤理，每一章都像是一個獨立的、可以被深入挖掘的知識模塊。我最喜歡的部分是作者對非綫性振動現象的處理方式，他沒有停留在錶麵的描述，而是深入到相平麵分析和龐加萊截麵這些更高級的工具層麵。讀到那裏，我仿佛又迴到瞭研究生課堂上，和導師一起推導那些令人頭疼的微分方程組。這本書的厲害之處在於，它既能讓你在宏觀上把握振動問題的全貌，又能在微觀上提供精確的數學工具。我發現，當我在實際工作中遇到一些棘手的機械共振問題時，這本書裏的某些特定章節，比如關於參數激勵振動的討論，總能給我提供一個全新的、更具洞察力的視角去審視問題。它不是那種讀完一遍就束之高閣的書，而是那種需要反復翻閱、在不同工作階段都能提供新啓發的“工具箱”。

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這本書的語言風格非常“德式”，嚴謹、精確，幾乎不帶任何多餘的情感色彩，但正因為這種直白和準確，反而産生瞭一種獨特的力量感。我最欣賞的一點是，它在引入新概念時，總能巧妙地將時間和空間維度上的振動現象聯係起來，形成一個統一的分析框架。比如，在討論傅裏葉分析在模態分析中的應用時，它清晰地展示瞭如何從時域信號中剝離齣係統的模態特性。書中的插圖雖然看起來簡單，但每一個都經過瞭深思熟慮，它們不是裝飾品，而是幫助理解復雜幾何關係和受力情況的關鍵輔助工具。我曾經嘗試用這本書中的方法來分析一個高速鏇轉機械的不穩定問題，書中關於鏇轉機械動力學章節的論述，提供瞭比我之前使用的任何資料都更係統化的不穩定性判據。讀完這本書，我感覺自己對機械係統的“動態行為”有瞭更深層次的敬畏和理解，它不再是簡單的運動，而是一套嚴密遵循物理定律的復雜舞蹈。

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