结构动力学

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出版者:
作者:肖帕
出品人:
页数:876
译者:
出版时间:2009-6
价格:90.00元
装帧:
isbn号码:9787302202189
丛书系列:国际著名力学图书影印版系列
图书标签:
  • 结构动力学
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具体描述

《结构动力学:理论及其在地震工程中的应用(第3版)》是当今结构动力学方面的一本权威著作,目前美国土木工程学科的主流教材。《结构动力学:理论及其在地震工程中的应用(第3版)》对结构动力学的基本知识、基础理论给予了系统、全面的阐述,内容深入浅出、循序渐进,在系统介绍基本理论知识的同时,密切结合地震工程的实践,对理论研究和工程应用,乃至抗震设计规范中的一些重要的结构动力学问题都给予了重点介绍,充分体现了理论联系实际的风格。书中还配有相当数量的例题,对掌握和理解结构动力学、地震工程学都会有很大帮助。

“第5版”特别介绍了国际地震工程尤其是结构抗震学科在这段时期的发展趋势,除新增加了“第22章”介绍十余年来基于性态的抗震设计理论的研究成果之外,并对大量章节进行了修订和补充,新增了国际上4部重要的抗震设计规范在这期间或新增加或新修改的内容。这些从结构动力学的角度增加的前沿内容,是在其他著作中或在规范本身内容中很难获得的背景知识,对从事抗震设计的广大设计人员和师生弥足珍贵。

《结构动力学》是一本深入探讨物体在受到动态载荷作用时响应行为的学术著作。本书旨在为读者提供一个全面且严谨的理论框架,用以理解和分析各种工程结构(如桥梁、建筑物、机械设备、车辆等)在经历地震、风、冲击、振动以及其他瞬态作用时发生的运动、变形和应力变化。 本书内容涵盖了结构动力学研究的核心概念和方法。开篇部分会系统性地介绍结构动力学所依赖的基础理论,包括但不限于自由度和约束、质量、刚度和阻尼的物理意义及其在动力学模型中的数学表达。读者将学习如何将复杂的工程结构简化为具有有限自由度的动力学模型,为后续的分析奠定基础。 接着,本书会详细阐述结构在不同激励下的响应模式。这包括单自由度体系(SDOF)和多自由度体系(MDOF)的自由振动分析,重点讲解固有频率、固有模式以及阻尼比等关键参数的确定方法。读者将掌握如何通过求解特征值问题来揭示结构的内在动力学特性,理解这些特性如何影响结构对外部激励的反应。 对于受迫振动,本书将深入探讨解析法和数值法在求解瞬态响应和稳态响应中的应用。这部分内容会涵盖谐波激励、周期激励以及任意激励下的响应计算。为了应对实际工程中复杂的激励形式,本书会着重介绍傅里叶级数和傅里叶变换等数学工具在动力学分析中的强大功能。 本书的另一重要组成部分是结构动力学的数值方法。鉴于许多实际问题难以通过解析方法精确求解,掌握数值分析技术至关重要。本书将详细介绍几种常用的数值积分方法,如中心差分法、Runge-Kutta法等,以及它们在时间域有限差分分析中的应用。此外,模态分析方法(Modal Analysis)也将作为一种强大的降阶技术进行深入讲解,说明如何利用结构的模态特性来简化大规模结构的动力学分析,显著提高计算效率。 在处理非线性结构动力学问题时,本书会介绍非线性化的概念,并探讨一些适用的分析方法。虽然非线性系统的分析远比线性系统复杂,但理解其基本原理对于处理实际工程中的复杂工况具有不可替代的意义。 此外,《结构动力学》还会涉及随机振动理论。在许多实际场景中,载荷的激励是随机变化的,例如风、海浪以及交通运输带来的振动。本书将介绍随机过程的基本概念,如功率谱密度(PSD),以及如何利用这些工具来分析结构在随机载荷下的统计响应,如均方值、峰值分布等。 本书还可能涵盖一些与工程实践紧密相关的议题,例如阻尼器的设计与应用(如粘滞阻尼器、摩擦阻尼器、调谐质量阻尼器等)及其对结构动力响应的减缓作用。同时,振动控制理论与技术,包括主动控制和被动控制策略,也可能被纳入讨论范围,为读者提供实际的工程解决方案。 为了使理论知识更易于理解和应用,本书将穿插大量的工程实例和案例分析,这些案例涵盖了不同类型的结构和不同的动力学问题。通过对这些实例的剖析,读者可以直观地感受到结构动力学理论的实际价值,并学会如何将所学知识应用于解决真实的工程挑战。 本书的目标读者是土木工程、机械工程、航空航天工程、车辆工程等相关领域的本科生、研究生以及从事结构分析和设计的工程师。通过学习本书,读者将能够: 掌握结构动力学基本理论: 理解结构的动力特性,包括自由度、质量、刚度和阻尼的概念。 熟练进行自由振动分析: 计算结构的固有频率和固有振型,理解其对结构响应的影响。 掌握受迫振动分析方法: 求解结构在不同激励下的瞬态和稳态响应。 精通数值分析技术: 能够运用时间域有限差分法、模态分析等数值方法求解复杂动力学问题。 理解随机振动理论: 能够分析结构在随机载荷下的响应。 熟悉振动控制的基本概念: 了解减振和隔振的基本原理和技术。 提升工程实践能力: 能够将理论知识应用于分析和解决实际工程中的结构动力学问题。 本书强调理论与实践相结合,力求为读者提供一个既有深度又有广度的学习体验,帮助他们在这个充满挑战的领域打下坚实的基础。

作者简介

目录信息

读后感

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这本书是自己带的研究生的必读书,也推荐给所有学地震工程的学生。 Chopra是前EESD的主编,学术界影响力很大。隐隐约约记得萨缪尔森说过,写一本大家都用的经典教材比当美国总统更有吸引力(大概是这么个意思)。这本书完全够得上是这样的经典教材。 书好的一方面是内容全面,...

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我一直认为结构动力学以克拉夫、彭津的那本为万“本”之本,经典读物。不经意的发现这本书,真是越读越赞,克拉夫的结构动力学把这个学科组织的非常严谨、形成一个有严密逻辑性的框架,而chopra的此本书则在严谨逻辑之外更加清晰明了,由浅入深,同时和地震工程学完美联系起来...  

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用户评价

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这本关于结构动力学的新书,着实让我这位常年在工地与设计院之间奔波的工程师感到耳目一新。它摒弃了传统教材中那种晦涩难懂的数学推导,转而用一种更贴近工程实践的视角来阐述复杂的概念。书中的大量案例分析,比如对特定类型桥梁在地震或强风作用下的响应模拟,都极其详尽且富有启发性。我特别欣赏作者在讲解模态分析时所采用的直观类比,这让原本抽象的“固有频率”和“振型”变得触手可及。以往阅读相关资料时,总感觉理论与实际应用之间隔着一层纱,但这本书巧妙地将两者结合起来,从基本原理出发,逐步过渡到如何运用软件进行实际的数值模拟和结果解读。特别是它对非线性动力学问题的探讨,不再是蜻蜓点水,而是深入剖析了材料滞回特性对结构整体性能的影响,对于我们进行既有建筑的抗震加固设计提供了宝贵的理论支撑和操作指南。总的来说,这是一本真正意义上能帮助工程师提升解决实际工程问题能力的工具书,而非仅仅停留在理论层面。

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当我翻开这本书的扉页时,我立刻被它那种严谨而深邃的学术气息所吸引。作为一名长期从事高校教学工作的教师,我深知一本优秀的教材需要具备怎样的深度和广度。这本书在这方面表现得尤为出色。它对动力系统理论基础的构建,如同搭起了一座坚实的逻辑金字塔,从连续体力学基础到离散化模型的建立,每一步都经过了精心的设计和打磨。特别是对状态空间法在大型复杂结构分析中的应用探讨,内容之详尽、推导之完整,在国内同类著作中实属罕见。作者对变分原理和有限元方法在动力学求解中的融合,展现了极高的学术造诣。阅读过程中,我多次停下来,对着书中的公式和推导进行反复揣摩,每一次都能发现新的理解层次。这本书无疑为研究生阶段的深入学习和科研工作奠定了极其扎实的基础,它不是快餐式的知识介绍,而是需要沉下心来细细品味的学术盛宴。对于有志于在结构动力学领域深耕的学者而言,这本著作是案头不可或缺的参考宝典。

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我阅读此书的动机,源于我对现有规范中某些保守性安全裕度的质疑,希望能够通过更精细的动力学分析来优化设计。这本书在“结构健康监测与状态评估”这一章节的深入探讨,完全超出了我的预期。它不仅介绍了先进的传感器技术和数据采集方法,更重要的是,它系统地阐述了如何将实时监测数据融入到结构的动力学模型中,实现状态的迭代更新和损伤识别。作者对基于模态识别的损伤定位方法进行了详尽的剖析,包括其理论假设、适用范围以及在真实结构上的局限性。书中对卡尔曼滤波在状态估计中的应用讲解得非常透彻,这对于我们进行长期、实时的结构性能评估工作具有极高的指导价值。这本书没有停留在静态评估的层面,而是构建了一个动态、自适应的分析框架,无疑为未来智慧基础设施的管理维护指明了方向,让我看到了结构工程学科前沿的活力与潜力。

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这本书的排版和图示设计,给我的阅读体验带来了极大的愉悦感。对于一个主要依靠视觉信息来理解复杂空间问题的学习者来说,清晰的图表至关重要。这本书在这方面做得非常到位,插图质量极高,无论是描述能量耗散机制的示意图,还是展示数值积分算法收敛性的曲线图,都达到了教科书级别的精美和准确。文字的叙述风格也十分清爽,行文流畅,逻辑递进自然,很少出现让人需要反复回溯才能理解的冗长句子。我尤其欣赏作者在引入新概念时所采用的“先形象化,后数学化”的教学策略。例如,在讲解耗散理论时,配上的阻尼模型动态演示图,瞬间就让概念活了起来。这种注重用户体验的设计,使得原本枯燥的物理过程描述变得生动有趣,极大地降低了初学者进入这一领域的心理门槛。可以说,这是一本在“好看”和“好懂”之间找到了完美平衡点的专业书籍。

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说实话,我原本对手册类的书籍总是抱持着一种警惕的态度,总担心它们内容空泛,徒有其表。然而,这本书对“现代工程中的结构动力学应用”这一主题的把握,简直可以用“精准打击”来形容。它没有过多纠缠于历史悠久的经典理论,而是聚焦于当下工业界最前沿的需求,比如风力涡轮机塔筒的耦合振动、高速铁路对接触网的动态影响,乃至太空结构件的展开动力学问题。作者在描述这些复杂场景时,所选取的数学模型和计算方法都紧密贴合实际工况的特点,例如,对随机振动理论在模拟不确定性环境下的应用阐述得尤为精彩。书中附带的那些经过精心挑选的数值算例和参数敏感性分析图表,更是为工程决策提供了强有力的量化依据。它似乎在告诉我:理论的价值,最终要通过精确的预测和可靠的控制来实现。这本书成功地弥合了理论研究者与一线工程应用人员之间的鸿沟,是一本极具时代前瞻性的实用手册。

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10.8.14,淘宝

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