水弹性力学：基本原理与工程应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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程贯一，王宝寿，张效慈 著

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• 水弹性力学
• 弹性力学
• 流固耦合
• 工程应用
• 有限元
• 数值方法
• 岩土工程
• 水利工程
• 结构力学
• 计算力学

出版社： 上海交通大学出版社

ISBN：9787313084514

版次：1

商品编码：11196021

包装：精装

开本：16开

出版时间：2013-01-01

用纸：胶版纸

页数：377

正文语种：中文

内容简介

　　《水弹性力学：基本原理与工程应用》从水弹性力学基本理论和运动方程式推导出发，阐述了梁、杆、板壳的水弹性力学问题；讨论了板、壳振动辐射噪声问题；水中兵器发射时的水弹性响应；石油工业中输液管道和深海采油立管的涡激振动；极大型浮体在海浪和海流联合作用下的水弹性响应，是一本从基本理论到各个工程领域应用内容较为丰富的专著。
　　《水弹性力学：基本原理与工程应用》适用于船舶、水中兵器、石油管道等工程领域的本科生、研究生以及从事水弹性力学研究的工作者。

目录

绪论
参考文献
第1章 水弹性力学问题的微分方程和变分原理
1.1 水弹性力学问题的微分方程
1.2 质点系运动的变分原理--哈密顿原理
1.3 水弹性力学的变分原理
1.4 弹性体与流体耦合系统的拉格朗日方程式
1.5 水面弹性体和流体耦合振动的变分原理
1.6 带有自由面的流体运动的变分原理
1.7 有限水深中结构振动的变分原理
1.8 无界流体中的声弹性变分原理
参考文献

第2章 梁的水弹性振动
2.1 梁振动的微分方程
2.2 水中悬臂圆柱体的自由振动
2.3 用变分法的离散化近似计算梁的振动问题
2.4 用变分法的离散化近似计算梁在液体中的振动问题
2.5 水中圆柱体在地震波作用下的响应
2.6 用边界积分方程方法求解水弹性振动的平面问题
参考文献

第3章 水面平板的水弹性振动
3.1 平板运动的微分方程和边界条件
3.2 水面矩形平板水弹性振动的数值解法
3.3 阻尼平板的振动及其变分原理
3.4 阻尼平板在声介质中的耦合振动及其变分原理
3.5 水中弹性平板在声波作用下的振动
3.6 平板大挠度的水弹性振动
参考文献

第4章 任意形状壳体水弹性振动的计算方法
4.1 壳体的基本方程
4.2 壳体的有限元方法
4.3 应变能和动能的计算
4.4 流体动能计算中的赫斯一斯密斯（Hess-Smith）方法
4.5 水弹性振动问题的求解
4.6 复合壳体系统的水弹性振动
参考文献

第5章 考虑空化效应的流体一结构系统的非线性动力响应
5.1 流体的运动方程
5.2 包含空化的状态方程
5.3 有限元方法
5.4 流体与结构的耦合
5.5 应用
参考文献

第6章 声弹性振动
6.1 线性声波方程
6.2 任意形状壳体在声介质中的耦合振动
6.3声场积分方程的离散化
6.4 流体与结构相互作用的耦合方程
6.5 瞬态过程问题
6.6 无界流中等航速物体的声弹性振动
6.7 浮体的声弹性振动
6.8 无界流中变航速运动物体的声弹性振动
参考文献

第7章 涡激振动
7.1 卡门涡街的水动力计算
7.2 涡激振动的基本现象
7.3 涡激振动的计算
7.4 一般随机涡激振动问题的计算
7.5 有内部液体流动的大柔性立管涡激振动的计算
参考文献

第8章 水翼、舵等平板类物体的颤振
8.1 引言
8.2 水翼的水弹性振动
8.3 水翼的线性颤振
8.4 水翼的非线性颤振
8.5 水中平板的颤振
8.6 用有限元法解平板的非线性颤振问题
参考文献

第9章 物体入水的水弹性力学问题
9.1 弹性圆筒势能的计算
9.2 弹性圆筒动能的计算
9.3 流体动能的计算
9.4 运动方程式
9.5 鱼雷形状壳体入水撞击的水弹性力学理论
参考文献

第10章 输液管道的水弹性振动
10.1 引言
10.2 用动量定理推导输液管道的运动方程
10.3 用哈密顿原理推导输液管道的运动方程
10.4 定常流输液管道的运动
10.5 输运振荡流体的管道振动
10.6 弯曲输液管道的自由振动
10.7 作为圆柱壳体的输液管道的颤振
参考文献

第11章 极大型浮体在海浪和海流联合作用下的水弹性响应
11.1 引言
11.2 基本方程
11.3 频率为w的脉动压力点在水面上以速度U航行时的波面运动
11.4 求解在板与水面交界面上压力分布的积分方程
11.5 浮动板的自由振动
11.6 积分方程的求解方法
11.7 板结构的运动方程
11.8 计算结构及讨论
参考文献

第12章 物体的出水水弹性响应
12.1 引言
12.2 刚体运动方程的推导
12.3 在波浪中扰动力的计算
12.4 带翼回转体在波浪场中的运动方程式
12.5 算例
12.6 物体出水水弹性响应问题的分析
12.7 物体出水水弹性响应的计算
12.8 回转体出水有攻角有空泡时的结构响应时域过程
参考文献

前言/序言

《结构动力学导论：从理论基础到实际工程》 内容提要 本书旨在为学习结构动力学的学生和工程师提供一个全面而深入的指南。内容从最基础的单自由度系统振动理论入手，逐步过渡到多自由度系统的分析，涵盖了经典方法与现代数值技术。本书特别关注如何将理论知识有效地应用于实际工程问题，如地震工程、风致振动以及机械系统动力学。 第一部分：振动理论基础 第一章：振动问题概述与单自由度系统 本章首先界定了结构动力学的基本概念，包括自由振动、有阻尼振动以及受迫振动。我们详细阐述了自由度（DOF）的概念，并聚焦于最简单的模型——单自由度（SDOF）系统。关键内容包括： 系统的建模与自由振动分析： 建立质量-弹簧-阻尼器模型，推导运动微分方程（欧拉-拉格朗日方程的应用）。求解无阻尼自由振动，定义自然频率 ($omega_n$) 和周期 ($T_n$)。 阻尼效应分析： 引入黏性阻尼的概念，区分欠阻尼、临界阻尼和过阻尼情况。详细推导和分析欠阻尼系统的衰减振动响应，引入对数减衰率 ($delta$) 和阻尼比 ($zeta$)。 简谐荷载下的响应： 分析外部简谐力作用下的稳态响应。深入探讨频率响应函数（FRF）的概念，并重点讲解共振现象及其对工程结构设计的影响。 瞬态响应： 研究单位脉冲、阶跃荷载以及地震动输入下的瞬态响应。引入峰值因子和瞬态响应谱的概念。 第二章：地震动与结构抗震设计基础 本章将振动理论应用于土木工程的核心领域——地震工程。 地震动特性分析： 介绍地震波的传播机理、地震动记录的特征（加速度、速度、位移时程）及其功率谱密度函数（PSD）。 反应谱理论： 详细推导并应用结构反应谱（最大位移、速度和加速度谱）。解释反应谱在早期抗震设计中的核心地位。 结构系统的线谱分析： 结合单自由度系统，演示如何使用反应谱确定结构在特定地震输入下的最大响应。 第二部分：多自由度系统分析 第三章：多自由度系统的自由振动分析 本章扩展到具有多个相互耦合的自由度系统，这是分析复杂结构的基础。 运动方程的建立： 使用牛顿第二定律或虚功原理建立多自由度系统的振动微分方程组（矩阵形式）。 特征值问题求解： 矩阵动力学的基础。求解特征值（固有频率的平方）和特征向量（振型）。详细讨论质量矩阵 ($mathbf{M}$)、刚度矩阵 ($mathbf{K}$) 和阻尼矩阵 ($mathbf{C}$) 的特性。 模态分析与振型： 深入解释主振型（Modal Shapes）的物理意义，它们如何描述结构在不同频率下的变形模式。 第四章：多自由度系统的振动控制与模态解耦 模态叠加法： 解释如何利用正交性将复杂的耦合系统转化为一组解耦的单自由度系统（模态坐标）。这是进行模态分析和动力响应计算的核心技术。 阻尼矩阵的处理： 讨论瑞利阻尼（Rayleigh Damping）和比例阻尼的假设。分析非比例阻尼对模态解耦的影响及处理方法。 第五章：多自由度系统的受迫振动与瞬态响应 模态响应计算： 结合模态叠加法，计算系统在任意外部荷载（如风荷载或地震荷载）作用下的总响应。 瞬态响应的数值积分： 当系统存在非比例阻尼或非线性时，模态叠加法受限。本章引入经典的数值积分方法，如中心差分法（Central Difference Method）和Newmark-$eta$ 法，用于求解时域响应。 第三部分：高级主题与工程应用 第六章：连续体动力学基础：梁与框架结构 本章将离散化的多自由度系统推广到连续体结构，如杆件和梁。 基本偏微分方程： 推导欧拉-伯努利梁的运动方程。 瑞利-里兹法（Rayleigh-Ritz Method）： 使用级数展开法近似求解连续体的固有频率和振型，这是模态分析在无限自由度系统中的应用。 线弹性框架的动力分析： 讨论如何通过位移法或力法建立具有节点约束的框架结构的全局刚度矩阵，并进行模态分析。 第七章：非线性动力学初步 现实中的结构往往表现出非线性特性（材料屈服、大变形等）。 非线性建模： 介绍材料非线性和几何非线性（P-$Delta$ 效应）的引入。 增量平衡法与子步法： 求解非线性动力学方程的数值策略，如显式和隐式积分方案。 第八章：风致振动与耦合效应 空气动力耦合： 讨论风场对柔性结构的影响，如桥梁的颤振分析。 流固耦合（FSI）的简化模型： 在动力学框架下考虑流体作用力的简化方法。 附录： 矩阵代数回顾 复变函数在振动分析中的应用 有限元方法在结构动力学中的初步应用简介 本书特色 本书强调数学理论与工程实践的紧密结合。每一章后的习题设计兼顾了理论推导的严谨性和工程背景的真实性。通过大量实例分析，读者将能够熟练运用动力学理论对复杂工程结构进行安全性和可靠性评估。本书适合土木工程、机械工程、航空航天工程等专业的高年级本科生、研究生以及从事结构工程分析的专业人士阅读。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对自然科学和工程技术充满热情但又非专业背景的读者，《水弹性力学：基本原理与工程应用》这本书给我带来了一种全新的视角。它没有艰涩难懂的语言，而是以一种循序渐进的方式，将“水弹性力学”这样一个复杂而专业的领域展现在我面前。我惊叹于作者能够如此清晰地阐述流体与固体之间的动态耦合关系，并且将其与实际的工程应用紧密联系起来。 书中关于“水动力噪声”的讨论，让我联想到日常生活中一些机械设备产生的嗡嗡声，书中似乎为解释这些现象提供了科学的依据。另外，书中对“生物水弹性力学”的介绍，更是让我大开眼界。原来，自然界中许多生物的运动方式，都蕴含着深刻的水弹性力学原理，比如鱼类的游动，或是海藻的摇曳。这本书让我意识到，从微观的流体颗粒到宏观的工程结构，再到生命的运动，这一切都遵循着一套统一的力学规律。这本书的价值，在于它能够激发读者对周围世界的更深层次的思考。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《水弹性力学：基本原理与工程应用》的瞬间，就被它厚重且颇具学术气息的封面所吸引。翻开书页，一股严谨而系统的知识扑面而来。虽然我不是这本书的专业读者，但作为一名对工程领域抱有浓厚兴趣的普通爱好者，我仍然能感受到其中蕴含的深厚功底。书中对流体动力学、固体力学以及两者耦合原理的阐述，条理清晰，逻辑严谨。作者似乎并没有采用那种浮于表面的介绍，而是深入浅出地剖析了每一个概念的形成和发展。从基础的流体性质，到复杂的结构变形，再到两者之间动态的相互作用，整个过程被分解得细致入微。 我特别留意到书中关于“水弹性力学”这个术语的定义和应用场景的描述，这让我对这个相对陌生的领域产生了初步的认识。书中提到的“湿滑”、“粘附”等现象，在我的日常生活中其实并不罕见，比如雨天行走时的脚步打滑，或者餐具上的水渍难以清理。这本书似乎能够提供一套理论框架来解释这些现象背后的力学原理，并且将这些原理与实际的工程应用联系起来。尽管我无法完全理解所有复杂的数学公式和推导过程，但书中大量的图示和案例分析，确实极大地降低了理解门槛，让我能够大致把握住其核心思想，并感受到这本书在解决实际工程问题时可能起到的重要作用。

评分☆☆☆☆☆

我一直对物理现象背后的机制充满好奇，而《水弹性力学：基本原理与工程应用》这本书，无疑满足了我的求知欲。尽管我并非学界人士，但阅读此书的过程，更像是一场严谨而富有启发的探索之旅。书中对于“水”这一看似简单却又极其复杂的介质，进行了多维度的剖析。从其宏观的流动特性，到微观的分子行为，再到它与各种固体的相互作用，都展现了作者对研究对象的深刻洞察。 让我印象深刻的是，书中不仅仅是罗列公式和理论，而是通过大量的实例，将抽象的力学概念具象化。例如，在描述“空化现象”时，作者并没有简单地给出定义，而是通过对船体螺旋桨、水泵叶轮等实际案例的分析，让我们直观地理解了这种现象的形成过程及其可能带来的损害。这种“学以致用”的导向，让我觉得这本书不仅具有学术价值，更具备实实在在的指导意义。即使是对力学原理稍有了解的读者，也能从中获得启发，思考如何在自己的领域中应用这些知识。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，真正优秀的科普读物，应该能够将复杂的科学知识转化为引人入胜的故事。《水弹性力学：基本原理与工程应用》这本书，在这方面做得相当出色。虽然书名听起来可能有些专业，但阅读过程中，我并没有感受到任何枯燥乏味。作者似乎拥有将抽象概念“变活”的魔力，将“水”这一我们日常生活中最熟悉的物质，变成了一个充满科学奥秘的探索对象。 让我印象最深刻的是书中对“水弹性力学”在材料科学领域的应用。例如，书中提到的“仿生材料”设计，通过模仿自然界中一些材料的结构和性能，来研发出更轻、更强、更耐用的新型材料。这种跨学科的结合，让我看到了科学研究的无限可能性。此外，书中对“水弹性力学”在环境工程中的应用，例如对海洋污染物扩散的模拟，以及对海岸防护结构的优化设计，都展现了该学科在解决全球性环境问题上的重要作用。这本书的价值，在于它不仅教授知识，更启迪思想，让我看到了科学的力量可以如何造福人类。

评分☆☆☆☆☆

初读《水弹性力学：基本原理与工程应用》，最直观的感受就是其内容的广度和深度。作者在开篇便勾勒了水弹性力学这一学科的宏大图景，从其历史渊源讲到当今的研究前沿，为读者构建了一个清晰的知识体系框架。令人赞叹的是，本书并非仅仅停留在理论层面，而是着重于“工程应用”这一环节。书中对各种工程场景的深入探讨，例如桥梁、水坝、船舶甚至生物体的仿生设计，都展现了水弹性力学在解决现实世界挑战中的强大潜力。 其中一些章节对于水体与固体结构在动态相互作用下的行为进行了细致的分析，这对于理解诸如海上平台在风浪中的稳定性，或是水轮机在水流冲击下的疲劳寿命等问题至关重要。我尤其对书中关于计算流体力学（CFD）与有限元方法（FEM）结合在水弹性力学模拟中的应用部分印象深刻。虽然我不是这方面的专家，但书中的描述让我了解到，通过这些先进的计算工具，工程师们可以更精确地预测和评估各种复杂工况下的结构响应，从而优化设计，提高安全性。这种理论与实践相结合的写作方式，无疑是本书最大的亮点之一。

评分☆☆☆☆☆

简单易懂，很容易理解的

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不错~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

评分☆☆☆☆☆

收到的书表面全是划痕，怎末看都是二手书，有这么坑人吗！

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简单易懂，很容易理解的

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不错~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

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