Vibrations of Shells and Plates

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出版者:Marcel Dekker Inc
作者:Soedel, Werner
出品人:
頁數:592
译者:
出版時間:2004-8
價格:$ 120.85
裝幀:HRD
isbn號碼:9780824756291
叢書系列:
圖書標籤:
  • 理論
  • 專業書
  • Shells
  • Plates
  • Vibrations
  • Structural Mechanics
  • Finite Element Analysis
  • Dynamics
  • Engineering Mechanics
  • Acoustics
  • Wave Propagation
  • Mechanical Engineering
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具體描述

With increasingly sophisticated structures involved in modern engineering, knowledge of the complex vibration behavior of plates, shells, curved membranes, rings, and other complex structures is essential for today's engineering students, since the behavior is fundamentally different than that of simple structures such as rods and beams. Now in its third edition, "Vibrations of Shells and Plates" continues to lay an analytical and computational foundation for the study of vibration in these structures."Vibrations of Shells and Plates, Third Edition" is updated with substantial new material reflecting advances made over the past decade since publication of the second edition. The author demonstrates how the vibration behavior of shells and plates differs from that of beams through theoretical development and examples. He also explains complicating effects on vibration such as the influence of rotation, shear, rotatory inertia, moment loading, residual stresses, and composite layers. New material includes the parabolic cylindrical shell, natural frequencies and modes, power series method, and explicit strain energy equations for many standard cases. Intended for graduate and post-graduate study in vibration, acoustics, noise control, and stress analysis, this textbook provides a strong foundation in vibration theory, offers analytical solutions that illustrate actual behavior of structures, and prepares students to perform finite element and finite difference analysis.

好的,這是一份關於《結構動力學導論:綫性與非綫性係統》的詳細圖書簡介。 --- 《結構動力學導論:綫性與非綫性係統》 作者: [此處可插入虛構的作者姓名,例如:王力、張明] 齣版社: [此處可插入虛構的齣版社名稱,例如:工程科學齣版社] 頁數: 約850頁 開本: 16開 內容提要 本書是一部全麵、深入探討結構動力學基本原理與高級應用的教材及參考手冊。它旨在為土木工程、機械工程、航空航天工程以及應用力學等領域的學生、研究人員和執業工程師提供堅實的理論基礎和實用的分析工具。全書內容涵蓋瞭從單自由度到復雜多自由度係統的振動分析,並重點闡述瞭綫性係統理論的擴展,以及在工程實踐中愈發重要的非綫性動力學特性。 本書的結構設計充分考慮瞭學習的遞進性。前幾章著重於基礎概念的建立和基本模型的構建,隨後逐步過渡到更復雜的分析方法,如模態分析、數值積分技術以及係統識彆等。 第一部分:基礎與單自由度係統 本書的開篇部分緻力於為讀者奠定堅實的動力學基礎。首先,對結構動力學在現代工程中的地位進行瞭界定,強調瞭時間效應和慣性力的重要性。 第1章:引言與基本概念 本章詳細介紹瞭結構動力學的核心要素:質量、剛度、阻尼的物理意義及其在動力學模型中的體現。通過對結構響應時間曆程的定性描述,引入瞭自由振動、受迫振動、瞬態響應和穩態響應等基本術語。 第2章:無阻尼單自由度係統 (SDOF) 這是構建動力學直覺的關鍵一章。詳細推導瞭係統的運動微分方程,並求解瞭自由振動問題,定義瞭固有頻率和自然頻率。隨後,係統研究瞭簡諧荷載下的穩態響應,重點闡述瞭共振現象的物理機製及其危害,並引入瞭頻率響應函數的概念。 第3章:有阻尼單自由度係統 本章將粘性阻尼引入模型。詳細分析瞭不同阻尼狀態(欠阻尼、臨界阻尼、過阻尼)下的自由振動衰減特性,特彆是對欠阻尼情況下的對數減衰率(Logarithmic Decrement)的推導和應用進行瞭詳盡的闡述。針對受迫振動,本章深入討論瞭阻尼對穩態響應幅值比和相位角的影響。 第4章:任意荷載下的瞬態響應 本章是通往多自由度係統分析的橋梁。重點介紹瞭求解任意激勵下的係統響應的捲積積分(Duhamel 積分),這是綫性係統時間域分析的核心工具。同時,本章也介紹瞭係統的單位脈衝響應函數及其在係統辨識中的潛在應用。 第二部分:多自由度係統分析 本書的核心內容聚焦於將實際工程結構抽象為具有多個自由度的離散化係統,並建立相應的矩陣動力學方程。 第5章:運動方程的建立與離散化 本章首先介紹瞭基於牛頓第二定律和拉格朗日方程的建模方法。重點闡述瞭有限元方法(FEM)在確定係統的質量矩陣 $[mathbf{M}]$、剛度矩陣 $[mathbf{K}]$以及阻尼矩陣 $[mathbf{C}]$中的應用。對於復雜結構,詳細討論瞭如何通過坐標變換和約束條件獲得精確的自由度數。 第6章:無阻尼自由振動與模態分析 本章是模態分析的基石。詳細推導瞭無阻尼、無激勵情況下的特徵值問題(即特徵方程)。詳細介紹瞭特徵值(對應於係統的固有頻率平方)和特徵嚮量(對應於係統的振型或模態形狀)的計算方法和物理意義。對正交性性質的證明是本章的重點。 第7章:有阻尼多自由度係統的求解 處理實際工程中的有阻尼問題是本章的難點與重點。詳細介紹瞭模態疊加法,包括如何將耦閤的微分方程組通過特徵嚮量正交化轉化為一組獨立的單自由度方程。同時,本章也討論瞭瑞利阻尼(Rayleigh Damping)的構建及其在模態分析中的局限性。 第8章:簡諧荷載下的穩態響應 本章將模態分析應用於受迫振動問題,推導瞭係統的頻率響應函數矩陣,並探討瞭在共振區,係統響應如何被主導模態所控製。 第三部分:高級分析技術與數值方法 為瞭應對現代工程中復雜荷載和幾何非綫性,本書引入瞭高級的分析技術和數值求解工具。 第9章:地震工程中的響應分析 本章將理論應用於土木工程的核心領域。詳細闡述瞭反應譜分析方法,包括模態響應的組閤方法(如SRSS法和CQC法)。討論瞭地震動輸入的特性以及結構在地震作用下的能量耗散機製。 第10章:數值積分方法 對於無法通過解析方法求解的係統(尤其是非綫性係統),本章詳細介紹瞭時間域的數值積分技術。重點講解瞭中心差分法、Runge-Kutta法,並對比瞭不同方法的穩定性和精度,特彆是隱式(如Newmark-beta)和顯式方法的適用場景。 第11章:幾何與材料非綫性 本章是結構動力學嚮高級非綫性分析過渡的關鍵部分。討論瞭P-Delta效應(二階效應)如何導緻剛度退化和非綫性。在材料非綫性方麵,介紹瞭滯迴模型(如雙綫性模型)對結構動力響應的影響,並概述瞭非綫性動力分析(NDA)的迭代求解策略。 第12章:係統識彆與參數估計 本章從實驗角度切入,探討如何利用實際結構的振動測試數據(如加速度響應)來識彆係統的模態參數(頻率、阻尼、振型)以及修正有限元模型中的剛度參數。 適用讀者 研究生及高年級本科生(土木、機械、航空航天工程專業) 結構工程師、振動與噪聲控製工程師 從事結構健康監測(SHM)和抗震設計的研究人員 本書特色 1. 理論與實踐並重: 每一章都包含豐富的工程實例和計算示例,確保讀者能將抽象的矩陣代數轉化為具體的工程結論。 2. 清晰的數學推導: 對關鍵公式(如Duhamel積分、特徵值問題)提供瞭嚴謹的數學證明,幫助讀者理解公式背後的物理意義。 3. 現代分析技術的涵蓋: 對非綫性動力學和數值積分方法的介紹,確保瞭本書內容的前沿性和實用性。 本書結構嚴謹,論述詳盡,是掌握現代結構動力學分析技能的必備參考書。

作者簡介

Werner Soedel

Kenneth J. Herrick Professor of Mechanical Engineering

Department of Mechanical Engineering

Purdue University

West Lafayette, Indiana

Soedel, a native of Czechoslovakia of German nationality, earned master's and doctoral degrees from Purdue University. He earned his bachelor's degree from Staatliche Ingenieur Schule Frankfurt in Germany and also attended General Motors Institute for two years.

He had worked for Adam Opel AG and General Motors Corp. for six years before joining Purdue as a faculty member in 1967. Soedel is an internationally recognized scholar whose research focuses on the development and transfer of engineering science to compressor technology applied to refrigeration, air-conditioning and related fields. His work has resulted in more than 100 refereed journal publications and about 120 refereed conference proceedings and papers. He has been the North American editor and the Americas editor for the Journal of Sound and Vibration, the world's premier journal for research in sound and vibration.

目錄資訊

Chapter 1|06 pages
Historical Development of Vibration Analysis of Continuous Structural Elements
Chapter 2|44 pages
Deep Shell Equations
Chapter 3|13 pages
Equations of Motion for Commonly Occurring Geometries
Chapter 4|11 pages
Nonshell Structures
Chapter 5|70 pages
Natural Frequencies and Modes
Chapter 6|33 pages
Simplified Shell Equations
Chapter 7|29 pages
Approximate Solution Techniques
Chapter 8|49 pages
Forced Vibrations of Shells by Modal Expansion
Chapter 9|25 pages
Dynamic Influence (Green’s) Function
Chapter 10|20 pages
Moment Loading
Chapter 11|21 pages
Vibration of Shells and Membranes Under the Influence of Initial Stresses
Chapter 12|15 pages
Shell Equations with Shear Deformation and Rotatory Inertia
Chapter 13|43 pages
Combinations of Structures
Chapter 14|11 pages
Hysteresis Damping
Chapter 15|24 pages
Shells Made of Composite Material
Chapter 16|23 pages
Rotating Structures
Chapter 17|08 pages
Thermal Effects
Chapter 18|23 pages
Elastic Foundations
Chapter 19|11 pages
Similitude
Chapter 20|35 pages
Interactions with Liquids and Gases
Chapter 21|24 pages
Discretizing Approach
Index
· · · · · · (收起)

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