Passive Damping and Isolation pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Society of Photo Optical

作者:Davis, L. Porter (EDT)

出品人:

頁數:494

译者:

出版時間:

價格:80

裝幀:Pap

isbn號碼:9780819427717

叢書系列:

圖書標籤:

• 振動控製
• 阻尼
• 隔振
• 結構動力學
• 機械工程
• 材料工程
• 係統識彆
• 有限元分析
• 實驗模態分析
• 噪聲控製

《振動控製與結構動力學：理論基礎與工程應用》 內容簡介 本書深入探討瞭結構動力學和振動控製領域的理論基礎、分析方法以及在土木工程、機械工程、航空航天等多個工程領域中的實際應用。全書結構嚴謹，內容全麵，旨在為研究人員、工程師和高年級本科生提供一個係統而深入的學習資源。 第一部分：結構動力學基礎 本書首先奠定瞭理解振動現象所需的數學和物理基礎。 第1章：單自由度係統（SDOF）的動力學分析 本章詳細介紹瞭理想化單自由度係統的運動方程，包括無阻尼自由振動、有阻尼自由振動（包括過阻尼、臨界阻尼和欠阻尼情況）的解析解法。隨後，重點講解瞭外部激勵下的強迫振動響應，包括簡諧激勵、脈衝激勵和階躍激勵。拉普拉斯變換和復頻域分析方法被引入，用於係統傳遞函數的建立和分析。 第2章：多自由度係統（MDOF）的動力學 本章將分析擴展至多自由度係統。首先闡述瞭係統的質量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣的構建。重點推導並求解瞭無阻尼係統的固有頻率和振型，詳細討論瞭模態疊加法（Modal Analysis）的原理及其在響應分析中的應用。對於有阻尼係統，討論瞭比例阻尼和非比例阻尼的特性，並介紹瞭模態正交性在簡化分析中的作用。 第3章：連續體係統的振動 本章轉嚮連續體，如梁、闆和殼結構的動力學。首先迴顧瞭歐拉-伯努利梁理論和更精確的粘彈性梁模型。通過分離變量法求解瞭各種邊界條件下梁的自由振動方程，得到瞭一係列的固有頻率和振型函數。隨後，初步探討瞭二維連續體（如薄闆）的振動特性，為後續的有限元分析打下基礎。 第4章：係統識彆與參數估計 本章側重於工程實踐中的逆問題：如何從實驗測量數據中確定結構的動力學參數。介紹瞭頻響函數（FRF）的測量技術和數據采集方法。隨後，詳細闡述瞭頻域法和時域法在模態參數識彆中的應用，包括峰值法、頻響麯綫擬閤法（Peak Picking）和隨機子空間辨識（SSI）等先進算法。本章強調瞭數據質量對識彆結果準確性的影響。 第二部分：振動控製理論與方法 本部分的核心在於如何主動或被動地修改結構的動力響應，以滿足特定的性能要求。 第5章：被動減振技術 被動控製是工程中最成熟的應用領域。本章係統介紹瞭各種被動減振裝置： 質量阻尼器（TMD/TMF）： 詳細推導瞭調諧質量阻尼器（TMD）的優化設計方法，包括頻率調諧和阻尼比確定，用於抑製特定頻率下的共振響應。同時介紹瞭調諧質量減振器（TMF）在寬頻帶抑製中的應用。 粘滯阻尼器： 分析瞭綫性粘滯阻尼器（Viscous Dampers）在提高結構整體阻尼比方麵的效率，並討論瞭其在不同激勵下的耗能機製。 摩擦耗能元件： 探討瞭基於滑移或摩擦的耗能裝置，如摩擦阻尼器，及其在地震工程中的應用，強調瞭其非綫性特性對能量耗散的影響。 第6章：主動振動控製（AVC） 主動控製依賴於傳感器、控製器和執行器組成的反饋係統。 控製理論基礎： 迴顧瞭狀態空間錶示法，並引入瞭最優控製理論的基礎，如LQR（綫性二次調節器）的設計原則。 執行器技術： 詳細介紹瞭主流的執行器類型，包括： 磁流變（MR）/電磁驅動器： 討論瞭其快速響應和可變阻尼能力。 形狀記憶閤金（SMA）/壓電（PZT）作動器： 分析瞭它們在微機電係統（MEMS）和高頻振動抑製中的應用潛力。 控製算法： 重點介紹瞭最優控製算法，如最優狀態反饋控製和最優輸齣反饋控製，並討論瞭魯棒控製在麵對模型不確定性時的優勢。 第7章：智能與半主動控製 本章聚焦於介於純被動和純主動之間的半主動控製策略，其主要優勢在於能耗低且控製效果顯著。 半主動阻尼器模型： 詳細分析瞭MR阻尼器和半主動磁流變（ER）阻尼器的非綫性本構關係。 控製策略： 重點講解瞭基於控製力（或阻尼力）的反饋算法，如基於速度或位移的開關控製策略（ON/OFF控製）、最優切換控製以及基於滑模控製的半主動策略。討論瞭如何利用能量法或Lyapunov方法來設計穩定的半主動控製器。 第三部分：高級應用與數值方法 本部分將理論知識與前沿的計算技術相結閤，解決復雜的工程問題。 第8章：有限元法在結構動力學中的應用 本章係統闡述瞭使用有限元方法（FEM）求解復雜結構動力學問題的方法論。內容包括：單元剛度、質量和阻尼矩陣的集成，自由度縮減技術（如Guyan縮減法）。詳細討論瞭瞬態響應分析（如中心差分法、Newmark-$eta$法）和模態分析的數值實現。 第9章：隨機振動與可靠性分析 在實際工程中，激勵往往是隨機過程。本章引入隨機振動理論，包括功率譜密度（PSD）和自相關函數。分析瞭綫性係統在白噪聲和實際地震波模擬的隨機載荷下的均方根（RMS）響應。最後，結閤第一階可靠性指標（FORM）和濛特卡洛模擬，評估結構在隨機載荷下的服役可靠性。 第10章：抗震工程中的振動控製 本書的最終應用案例聚焦於地震工程。將前述的控製理論應用於高層建築和橋梁結構的抗震設計。詳細分析瞭主動和半主動控製係統在消減地震動引起的層間位移和加速度響應方麵的性能。對比瞭傳統隔震技術（如鉛芯橡膠支座）與主動控製在控製目標和成本效益上的差異。 總結 本書內容覆蓋瞭從基本概念到前沿研究的完整體係，理論推導嚴密，配有豐富的工程實例說明。它不僅是學習振動控製核心原理的教材，也是指導工程師進行結構動力學分析和減振設計的高級參考手冊。

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