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结构动力学:基础理论与前沿进展


作者:
徐赵东,张中文 著
定价:
89.00 元
版面字数:
320.00千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
页数:
304
最新
印次时间:
2026年4月
ISBN:
978-7-04-066795-0
物料号:
66795-00
出版时间:
2026年4月
读者对象:
高等教育
一级分类:
力学类
二级分类:
力学专业课程

本书基于作者二十多年结构动力学的教学经验及研究成果,系统介绍了结构动力学的理论基础体系和分析计算方法,并融入了动力学领域的前沿研究成果,旨在帮助读者深入理解掌握动力学的核心概念及前沿研究趋势。全书共6章,其主要内容包括:概述、动力学基础及运动方程的建立、单自由度体系、多自由度体系、无限自由度体系和结构动力学若干前沿研究课题。为方便读者学习与应用,书中配备了丰富的例题解析、实际工程案例分析,并附有算法代码及数字化资源,确保读者实践性地理解所学知识,从而加深对核心知识体系的掌握。

本书可作为土木工程、机械工程、力学、航空航天等相关学科的本科生和研究生的教学用书,也可作为从事结构振动、模态分析与测试等方面工作的研究人员和工程技术人员的参考用书。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第1章 概述
        • 1.1 结构动力学概述
          • 1.2 动力荷载
            • 1.2.1 简谐周期荷载
              • 1.2.2 非简谐周期荷载
                • 1.2.3 冲击荷载
                  • 1.2.4 任意动力荷载
                  • 1.3 结构动力学问题的特点
                    • 1.4 结构离散化方法
                      • 1.4.1 集中质量法
                        • 1.4.2 广义坐标法
                          • 1.4.3 有限元法
                          • 习题
                          • 第2章 动力学基础及运动方程的建立
                            • 2.1 动力学基础
                              • 2.1.1 动力自由度
                                • 2.1.2 基本动力系统元件
                                  • 2.1.3 动力系统类型
                                  • 2.2 运动微分方程的建立
                                    • 2.2.1 动力平衡法
                                      • 2.2.2 虚功原理
                                        • 2.2.3 哈密顿原理
                                          • 2.2.4 拉格朗日方程
                                          • 2.3 重力的影响
                                            • 2.4 地基运动的影响
                                              • 习题
                                              • 第3章 单自由度体系
                                                • 3.1 自由振动响应
                                                  • 3.1.1 无阻尼自由振动
                                                    • 3.1.2 有阻尼自由振动
                                                      • 3.1.3 阻尼及其测量
                                                        • 3.1.4 振动的矢量与复数表示
                                                          • 3.1.5 无阻尼体系的简谐荷载响应
                                                            • 3.1.6 有阻尼体系的简谐荷载响应
                                                              • 3.1.7 动力放大系数与相频特性曲线
                                                                • 3.1.8 共振响应
                                                                  • 3.1.9 阻尼比的求解
                                                                  • 3.2 周期荷载响应
                                                                    • 3.3 冲击荷载响应
                                                                      • 3.3.1 正弦波脉冲
                                                                        • 3.3.2 矩形脉冲
                                                                          • 3.3.3 三角形脉冲
                                                                          • 3.4 任意荷载的响应
                                                                            • 3.4.1 杜哈曼积分(时域分析)
                                                                              • 3.4.2 傅里叶变换(频域分析)
                                                                              • 3.5 振动的能量
                                                                                • 3.5.1 自由振动过程中的能量
                                                                                  • 3.5.2 黏性阻尼体系的能量耗散
                                                                                    • 3.5.3 等效黏性阻尼
                                                                                      • 3.5.4 复阻尼
                                                                                        • 3.5.5 摩擦阻尼
                                                                                        • 3.6 结构振动试验
                                                                                          • 3.6.1 振动试验简介
                                                                                            • 3.6.2 激振设备
                                                                                              • 3.6.3 测振仪器
                                                                                                • 3.6.4 数据采集分析系统
                                                                                                • 3.7 隔振(震)原理
                                                                                                  • 3.7.1 积极隔振
                                                                                                    • 3.7.2 消极隔振
                                                                                                    • 习题
                                                                                                    • 第4章 多自由度体系
                                                                                                      • 4.1 两自由度体系
                                                                                                        • 4.1.1 无阻尼自由振动运动方程的建立
                                                                                                          • 4.1.2 自振频率与振型
                                                                                                            • 4.1.3 运动方程的一般解
                                                                                                            • 4.2 无阻尼体系自由振动
                                                                                                              • 4.2.1 运动方程的建立
                                                                                                                • 4.2.2 振型及其正交性
                                                                                                                  • 4.2.3 广义质量和广义刚度
                                                                                                                  • 4.3 有阻尼体系振型叠加法
                                                                                                                    • 4.3.1 坐标的耦合与正则坐标
                                                                                                                      • 4.3.2 经典阻尼矩阵
                                                                                                                        • 4.3.3 振型叠加法
                                                                                                                        • 4.4 动力特性的实用计算方法
                                                                                                                          • 4.4.1 邓克利公式
                                                                                                                            • 4.4.2 瑞利能量法
                                                                                                                              • 4.4.3 里茨法
                                                                                                                                • 4.4.4 矩阵迭代法
                                                                                                                                  • 4.4.5 子空间迭代法
                                                                                                                                  • 4.5 多自由度体系数值分析方法
                                                                                                                                    • 4.5.1 中心差分法
                                                                                                                                      • 4.5.2 平均常加速度法
                                                                                                                                        • 4.5.3 线性加速度法
                                                                                                                                          • 4.5.4 Newmark-β法
                                                                                                                                            • 4.5.5 Wilson-θ法
                                                                                                                                            • 4.6 动力分析中的有限元法
                                                                                                                                              • 4.6.1 有限元法的一般过程
                                                                                                                                                • 4.6.2 单元刚度矩阵的构建
                                                                                                                                                  • 4.6.3 形函数与坐标转换
                                                                                                                                                    • 4.6.4 质量矩阵与惯性力作用
                                                                                                                                                      • 4.6.5 质量矩阵
                                                                                                                                                        • 4.6.6 阻尼矩阵
                                                                                                                                                          • 4.6.7 等效节点荷载
                                                                                                                                                          • 习题
                                                                                                                                                          • 第5章 无限自由度体系
                                                                                                                                                            • 5.1 梁的轴向自由振动
                                                                                                                                                              • 5.1.1 梁的轴向自由振动的微分方程与求解
                                                                                                                                                                • 5.1.2 一维线性波动方程
                                                                                                                                                                  • 5.1.3 波动方程的行波解
                                                                                                                                                                  • 5.2 梁的弯曲自由振动
                                                                                                                                                                    • 5.2.1 梁的横向弯曲振动的运动微分方程及其解
                                                                                                                                                                      • 5.2.2 振型函数的正交性
                                                                                                                                                                      • 5.3 有阻尼无限自由度体系在任意荷载作用下的受迫振动
                                                                                                                                                                        • 5.3.1 有阻尼梁偏微分运动方程的建立
                                                                                                                                                                          • 5.3.2 基于振型叠加法的结构受迫振动分析
                                                                                                                                                                            • 5.3.3 简支梁在移动荷载作用下的振动
                                                                                                                                                                            • 5.4 轴向力、剪切变形和转动惯量对振动的影响
                                                                                                                                                                              • 5.4.1 考虑轴向力影响的梁横向弯曲运动微分方程
                                                                                                                                                                                • 5.4.2 转动惯量对运动微分方程的影响
                                                                                                                                                                                  • 5.4.3 考虑转动惯量与剪切变形的梁运动微分方程
                                                                                                                                                                                  • 5.5 薄板的振动
                                                                                                                                                                                    • 5.5.1 薄板的自由振动
                                                                                                                                                                                      • 5.5.2 薄板的受迫振动
                                                                                                                                                                                      • 习题
                                                                                                                                                                                      • 第6章 结构动力学若干前沿研究课题
                                                                                                                                                                                        • 6.1 结构地震反应分析
                                                                                                                                                                                          • 6.1.1 建筑结构地震作用计算方法简介
                                                                                                                                                                                            • 6.1.2 单自由度弹性体系的水平地震作用
                                                                                                                                                                                              • 6.1.3 地震反应谱
                                                                                                                                                                                                • 6.1.4 振型分解反应谱法
                                                                                                                                                                                                  • 6.1.5 底部剪力法
                                                                                                                                                                                                  • 6.2 结构振动控制
                                                                                                                                                                                                    • 6.2.1 概念及分类
                                                                                                                                                                                                      • 6.2.2 黏弹性阻尼器减振技术
                                                                                                                                                                                                        • 6.2.3 橡胶基础隔震技术
                                                                                                                                                                                                          • 6.2.4 多维隔震技术
                                                                                                                                                                                                            • 6.2.5 磁流变阻尼器减振技术
                                                                                                                                                                                                            • 6.3 模态分析理论
                                                                                                                                                                                                              • 6.3.1 模态参数
                                                                                                                                                                                                                • 6.3.2 实模态分析
                                                                                                                                                                                                                  • 6.3.3 复模态分析
                                                                                                                                                                                                                  • 6.4 结构动力损伤识别
                                                                                                                                                                                                                    • 6.4.1 基于频率的损伤识别方法
                                                                                                                                                                                                                      • 6.4.2 基于模态的损伤识别方法
                                                                                                                                                                                                                        • 6.4.3 基于刚度的损伤识别方法
                                                                                                                                                                                                                          • 6.4.4 基于柔度的损伤识别方法
                                                                                                                                                                                                                            • 6.4.5 基于能量的损伤识别方法
                                                                                                                                                                                                                              • 6.4.6 动力损伤识别研究展望
                                                                                                                                                                                                                              • 6.5 动力分析非线性问题
                                                                                                                                                                                                                                • 6.5.1 非线性微分方程的解
                                                                                                                                                                                                                                  • 6.5.2 动力分析中的物理非线性问题
                                                                                                                                                                                                                                    • 6.5.3 动力分析中的几何非线性问题
                                                                                                                                                                                                                                    • 6.6 子结构法
                                                                                                                                                                                                                                      • 6.7 体-足-壤耦合动力学
                                                                                                                                                                                                                                        • 习题
                                                                                                                                                                                                                                        • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                          • 索引
                                                                                                                                                                                                                                            • 插图

                                                                                                                                                                                                                                            相关图书