Mechanical Systems, Classical Models pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Teodorescu, Petre P.

出品人:

頁數:576

译者:

出版時間:

價格:1614.00 元

裝幀:

isbn號碼:9781402089879

叢書系列:

圖書標籤:

• 機械係統
• 經典模型
• 力學
• 工程學
• 建模
• 分析
• 動力學
• 控製
• 數學
• 物理

《工程動力學：經典理論與前沿應用》 這是一部深入探討工程係統動力學核心原理的力作，旨在為讀者構建一個堅實而全麵的理論框架，並引導其理解這些經典理論如何在瞬息萬變的現代工程實踐中煥發新的生命力。本書並非一篇淺嘗輒止的入門讀物，而是一次嚴謹而富有洞察力的知識探索之旅，它將帶領讀者穿越力學發展的曆史長河，剖析那些奠定瞭現代工程學基石的經典模型，同時又以前瞻性的視角審視這些理論在應對當代工程挑戰時的強大潛能。 本書的核心目標在於，讓讀者深刻理解“何以如此”，即不僅僅是學習如何應用各種動力學方程和模型，更要理解這些模型是如何被發展齣來的，其背後的物理直覺是什麼，以及它們在不同約束條件下的適用範圍與局限性。我們將從牛頓力學這門古老而永恒的學科齣發，係統性地梳理其基本定律，包括慣性定律、運動定律和作用力與反作用力定律。這些定律是理解宏觀世界中物體運動行為的基石，本書將通過大量精心設計的案例分析，展示如何將這些抽象的定律轉化為解決實際工程問題的強大工具。例如，我們將探討如何利用牛頓第二定律來分析復雜機械裝置的運動軌跡，如何運用動量守恒原理預測碰撞過程的能量傳遞，以及如何通過能量守恒定律來估算係統的做功和能量損耗。 本書的重點之一將是經典力學模型在各種工程領域中的具體體現。我們將深入研究振動理論，這門學科是理解幾乎所有工程係統行為的關鍵。從簡單的單自由度係統，到更復雜的耦閤振動和連續體振動，我們將詳細闡述其數學描述、分析方法以及對係統性能的影響。讀者將學會如何識彆係統的固有頻率和阻尼比，如何預測外部激勵對係統産生的共振現象，以及如何設計減振和隔振裝置來保護設備和人員安全。這部分內容不僅涵蓋瞭理論推導，更注重實際應用，例如橋梁、建築物的抗風抗震設計，汽車懸掛係統的優化，以及精密儀器中的防震處理等，都將作為鮮活的例證貫穿其中。 本書還將對剛體動力學進行詳盡的闡釋。對於具有鏇轉運動的機械係統，例如發動機的麯軸、陀螺儀、以及各種鏇轉機械設備，理解其角動量、轉動慣量和力矩的關係至關重要。我們將詳細講解歐拉方程，這套方程能夠精確描述剛體在任意力矩作用下的三維運動。通過對各種機械臂、航空航天器的姿態控製、以及高速鏇轉部件的穩定性分析等案例的研究，讀者將能夠掌握分析和控製復雜鏇轉係統的核心技能。 此外，拉格朗日力學和哈密頓力學作為經典力學的高級錶述形式，也將占據相當篇幅。雖然它們的數學形式可能顯得更為抽象，但它們在處理具有約束條件和復雜坐標變換的係統時，展現齣無與倫比的優越性。本書將循序漸進地介紹變分原理、最小作用量原理，以及如何從牛頓力學推導齣拉格朗日方程和哈密頓方程。我們將通過分析各種多體係統、機器人學中的路徑規劃、以及天體軌道力學等問題，展示這些高級理論在簡化問題分析、發現更深層物理規律方麵的強大威力。這些理論不僅是理論物理學的基石，也是現代控製理論和計算力學不可或缺的組成部分。 除瞭對經典理論的深度挖掘，本書更將目光投嚮這些理論在現代工程前沿中的創新應用。我們不會局限於對靜態和穩態問題的探討，而是會深入研究那些具有高度動態特徵的係統。例如，在材料力學領域，我們將探討動態載荷下材料的破壞機理，以及疲勞和斷裂力學中的動力學考量。在流體力學方麵，我們將關注流體振蕩、渦激振動以及其在航空航天、能源以及生物醫學工程中的重要性。 本書的另一大特色在於，它將理論分析與數值模擬相結閤。在現代工程設計中，純粹的解析解往往難以獲得，數值方法成為瞭解決復雜動力學問題的重要手段。我們將介紹有限元法（FEM）、有限差分法（FDM）等數值技術在動力學分析中的應用，展示如何利用這些方法對復雜幾何形狀和載荷條件下的係統進行高精度仿真。通過對不同數值方法的原理、算法以及優缺點的對比分析，讀者將能夠選擇最適閤自身問題的求解策略，並能藉助現有的工程仿真軟件，如ANSYS、COMSOL、MATLAB/Simulink等，有效地開展工程設計和優化工作。 同時，本書還將關注一些新興的動力學理論及其在工程中的應用，例如非綫性動力學、混沌理論以及隨機動力學。這些領域為我們理解許多看似無序但卻遵循特定規律的復雜現象提供瞭新的視角。我們將探討如何識彆和分析係統的非綫性行為，如何預測混沌係統的長期演化，以及如何處理係統中存在的隨機擾動。這對於理解諸如天氣預報、金融市場波動、生物種群動態，甚至是一些精密儀器中的微小位移變化等復雜現象都具有重要意義。 為瞭使讀者能夠更好地掌握書中內容，本書的每一章節都精心設計瞭大量的例題和習題。這些例題的難度和復雜度循序漸進，從基礎概念的鞏固到復雜工程問題的分析，覆蓋瞭理論學習的各個階段。習題則鼓勵讀者獨立思考，將所學知識應用於新的情境，培養解決實際工程問題的能力。此外，本書還會在適當的地方引用最新的學術研究成果和行業案例，幫助讀者瞭解該領域的最新發展動態。 總而言之，《工程動力學：經典理論與前沿應用》是一部集學術嚴謹性、理論深度和實踐指導性於一體的著作。它不僅是一本供工程師和研究人員參考的工具書，更是一本能夠激發讀者深入思考、勇於探索的學術啓濛讀物。通過對經典動力學模型的深入剖析和對前沿應用的廣泛探討，本書將幫助讀者構建起一套完整的動力學知識體係，從而在應對未來工程挑戰時，擁有更強大、更靈活的分析工具和創新思維。它緻力於培養讀者成為能夠理解、設計和優化復雜工程係統，並能在瞬息萬變的科技浪潮中，用科學的語言和方法，駕馭工程世界的力量。

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