振動力學基礎與MATLAB應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鮑文博，白泉，陸海燕 編

圖書標籤:

• 振動理論
• 動力學
• MATLAB
• 數值計算
• 工程應用
• 機械工程
• 結構動力學
• 模態分析
• 有限元
• 振動控製

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302375708

版次：1

商品編碼：11709544

品牌：清華大學

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-06-01

用紙：膠版紙

頁數：300

字數：470000

正文語種：中文

內容簡介

　　《振動力學基礎與MATLAB應用》是為高等院校工科相關專業研究生振動力學基礎課程編寫的簡明教材，全書包括緒論、單自由度係統的自由振動、單自由度係統的強迫振動、兩自由度係統的振動、多自由度係統的振動、連續係統的振動和振動分析的近似計算方法等部分。本教材強調基本概念和振動理論的工程應用以及計算機程序在振動問題分析中的運用，每一部分均配備瞭大量的例題和應用MATLAB語言求解振動問題的算例，並給齣全部程序源代碼。
　　《振動力學基礎與MATLAB應用》也可以作為土木工程、機械工程、航空航天工程、能源與動力工程、交通工程等專業本科生的教材和參考書，也可供從事與振動相關工作的工程技術人員參考。

內頁插圖

目錄

第0章 緒論
0.1 振動力學發展簡史
0.2 振動力學的基本概念
0.2.1 振動的基本物理量
0.2.2 簡諧振動及其錶示法
0.2.3 振動的分類
0.3 研究振動問題的基本方法
0.3.1 振動力學的研究內容
0.3.2 振動係統的簡化與力學模型
0.3.3 振動係統的動力自由度
0.3.4 振動力學的研究方法
0.4 振動理論的工程應用

第1章 單自由度係統的自由振動
1.1 振動係統的簡化及其模型
1.1.1 彈性元件
1.1.2 阻尼元件
1.1.3 質量元件
1.1.4 等效單自由度振動係統
1.2 單自由度綫性係統的振動微分方程
1.2.1 力激勵振動微分方程
1.2.2 基礎激勵振動微分方程
1.2.3 靜力對振動微分方程的影響
1.2.4 振動係統的綫性化處理
1.3 無阻尼係統的自由振動
1.3.1 單自由度無阻尼係統的振動解
1.3.2 確定固有頻率的方法
1.3.3 能量法
1.4 具有粘性阻尼係統的自由振動
1.5 MATLAB算例

第2章 單自由度係統的強迫振動
2.1 諧波激勵下的強迫振動
2.1.1 無阻尼係統的強迫振動
2.1.2 有阻尼係統的強迫振動
2.1.3 強迫振動的復數解法
2.1.4 能量平衡與等效阻尼
2.2 基礎作簡諧運動時的強迫振動
2.2.1 振動方程
2.2.2 穩態振動響應
2.3 振動的隔離
2.3.1 主動隔振
2.3.2 被動隔振
2.4 周期激勵下的強迫振動
2.4.1 疊加原理
2.4.2 周期激勵函數及其傅裏葉展開
2.4.3 傅裏葉級數解法
2.5 非周期激勵下的強迫振動
2.5.1 脈衝響應法
2.5.2 傅裏葉積分法
2.6 MATLAB算例

第3章 兩自由度係統的振動
3.1 兩自由度振動係統的運動微分方程
3.2 無阻尼係統的自由振動
3.2.1 運動方程
3.2.2 固有頻率和模態
3.2.3 無阻尼係統的自由振動
3.3 坐標耦閤與主坐標
3.3.1 坐標耦閤
3.3.2 物理坐標和模態坐標
3.4 諧波激勵下的強迫振動
3.4.1 無阻尼係統的強迫振動
3.4.2 具有粘性阻尼係統的強迫振動解
3.4.3 具有粘性阻尼係統強迫振動的復數解法
3.5 動力減振
3.6 拍擊振動
3.7 半正定係統
3.8 兩自由度係統的振動特性
3.9 MATLAB算例

第4章 多自由度係統的振動
4.1 多自由度係統模型的建立
4.2 多自由度係統運動方程的建立
4.2.1 牛頓第二定律法
4.2.2 拉格朗日方程法
4.2.3 影響係數法
4.2.4 多自由度係統運動方程的矩陣錶示方法
4.3 多自由度係統的固有頻率和模態嚮量
4.3.1 特徵值問題
4.3.2 固有頻率與模態嚮量
4.4 多自由度係統的模態分析
4.4.1 模態嚮量的正交性
4.4.2 模態矩陣
4.4.3 模態坐標
4.4.4 正則化模態
4.4.5 模態方程
4.5 無阻尼多自由度係統的振動
4.5.1 自由振動
4.5.2 受迫振動
4.6 一般多自由度係統的模態分析
4.7 MATLAB算例

第5章 連續係統的振動
5.1 弦的橫嚮振動
5.1.1 弦的振動方程
5.1.2 弦自由振動方程的解
5.2 杆的縱嚮振動
5.3 杆的扭轉振動
5.4 梁的彎麯振動
5.4.1 梁彎麯振動的運動方程
5.4.2 梁自由振動的解
5.4.3 固有頻率與振型函數
5.5 剪切變形、轉動慣量與軸嚮力的影響
5.5.1 剪切變形與轉動慣量的影響
5.5.2 軸嚮力的影響
5.6 振型函數的正交性
5.7 連續係統的強迫振動
5.7.1 有阻尼運動的微分方程
5.7.2 廣義坐標的運動微分方程及其解
5.8 MATLAB算例
5.8.1 pdepe（）函數
5.8.2 pde toolbox工具箱
5.8.3 例題

第6章 振動分析的近似計算方法
6.1 固有振動特性的近似計算方法
6.1.1 鄧剋利法
6.1.2 瑞利法
6.1.3 裏茲法
6.1.4 矩陣迭代法
6.1.5 子空間迭代法
6.2 強迫振動響應的數值計算方法
6.2.1 增量振動微分方程
6.2.2 綫性加速度法
6.2.3 威爾遜-θ法
6.2.4 紐馬剋-β法
6.3 MATLAB算例
參考文獻

前言/序言

撼動世界的奧秘：從振動現象到工程實踐 本書旨在揭示那個看似無處不在卻又常常被忽視的物理現象——振動——背後的深刻原理，並將其與現代工程實踐緊密結閤，為讀者提供一套係統而實用的知識體係。我們將一同探索，為何物體會産生振動，振動的形式多種多樣，它們又如何影響著我們周遭的世界，從宏觀的橋梁搖曳到微觀的分子運動。 第一部分：振動的理論基石 在本書的開篇，我們將迴歸物理學的根本，為理解振動現象奠定堅實的理論基礎。 單自由度係統：振動的入門視角 我們將從最簡單的單自由度係統齣發，深入剖析其動力學特性。這包括對質量、彈簧和阻尼這三個基本要素的細緻研究，理解它們各自在振動過程中扮演的角色。我們將推導並解釋無阻尼自由振動、有阻尼自由振動以及受迫振動的運動方程，重點關注自然頻率、阻尼比、衰減振幅等關鍵概念。通過對這些基本模型的分析，讀者將初步掌握如何用數學語言描述和預測簡單的振動行為。 多自由度係統：復雜振動的係統性解析 現實世界中的結構和機械往往遠比單自由度係統復雜，擁有多個可以獨立運動的部件。因此，本書將深入探討多自由度係統的振動理論。我們將介紹係統矩陣、質量矩陣、剛度矩陣以及阻尼矩陣的概念，並詳細闡述如何建立和求解多自由度係統的運動方程。拉格朗日方程和牛頓方程等係統動力學方程的推導和應用將是這一部分的核心。我們會著重講解模態分析，即如何識彆係統的固有頻率和振動模態，理解這些模態的物理意義，並分析它們在係統整體響應中的作用。 連續係統的振動：無限自由度的世界 超越離散係統的框架，本書將進一步拓展到連續係統的振動，例如梁、闆、杆等彈性體。我們將引入偏微分方程來描述這類係統的振動，並討論邊界條件對振動特性的影響。對於連續係統的分析，我們將介紹分離變量法等求解偏微分方程的經典方法，以及如何從中提取齣係統的固有頻率和振型。這部分內容將幫助讀者理解更廣泛的工程結構，如建築構件、飛機機翼等所錶現齣的復雜振動模式。 非綫性振動：超越綫性假設的邊界 並非所有的振動都遵循簡單的綫性規律。當係統的迴復力、阻尼力或激勵力與位移、速度等不再成簡單的綫性關係時，振動就進入瞭非綫性領域。本書將介紹非綫性振動的一些基本概念，如硬化、軟化非綫性、自激振動、參數激勵等。雖然非綫性振動的分析方法更為復雜，但我們將通過一些典型的例子，幫助讀者理解其獨特的現象和潛在的影響，為更深入的研究打下基礎。 第二部分：振動分析的實用工具——MATLAB應用 理論的深度需要強大的工具來支撐，MATLAB憑藉其強大的數值計算能力和豐富的工具箱，成為振動分析不可或缺的利器。本書將把理論知識與MATLAB實際操作相結閤，讓讀者在解決實際問題的過程中加深理解。 MATLAB基礎與振動工程的初步應用 我們將從MATLAB的基本語法、數據結構、繪圖功能等入手，為讀者快速建立起使用MATLAB的信心。在此基礎上，我們將演示如何利用MATLAB實現對單自由度係統的模擬。例如，通過編程計算和可視化展示不同阻尼比和激勵下的振動響應麯綫，直觀地理解自由振動和受迫振動的特性。 多自由度係統的模態分析與仿真 本部分將是MATLAB應用的核心。我們將學習如何使用MATLAB求解多自由度係統的特徵值問題，從而獲得係統的固有頻率和振型。通過可視化展示不同模態下的振動形態，讀者將能夠更清晰地理解模態的概念。此外，我們還將演示如何利用MATLAB對多自由度係統在給定激勵下的動態響應進行仿真計算，分析不同模態在整體響應中所占的比例。 連續係統的數值模擬 對於連續係統的振動，雖然解析解在某些情況下可行，但許多實際問題需要通過數值方法來解決。本書將介紹如何利用有限元方法（FEM）等數值技術，在MATLAB中構建和求解連續係統的振動方程。我們將演示如何對簡單的梁、闆等結構進行建模，並進行模態分析和動態響應仿真，從而在計算機上模擬齣復雜的振動行為。 振動信號處理與分析 在實際工程中，我們往往需要從測量到的信號中提取振動信息。本書將介紹MATLAB在振動信號處理方麵的應用，包括傅裏葉變換、功率譜密度分析、濾波等常用技術。通過這些工具，讀者可以對采集到的振動數據進行有效的處理和分析，識彆振動的頻率成分、幅值以及能量分布，從而診斷設備故障或評估結構健康狀況。 特定工程領域的振動實例分析 為瞭讓讀者更好地理解振動理論和MATLAB應用的實踐意義，我們將結閤一些具體的工程領域，進行案例分析。這可能包括： 機械工程： 齒輪、軸承等機械部件的振動特性分析，以及轉子動力學研究。 土木工程： 橋梁、高層建築等結構的抗震設計與振動響應分析。 航空航天工程： 飛機結構、發動機等部件的振動疲勞分析。 汽車工程： 車輛懸掛係統、發動機振動噪聲的優化。 通過這些實例，讀者將能看到振動理論是如何指導實際工程設計，以及MATLAB是如何成為解決這些復雜工程問題的強大助手。 本書特色： 理論與實踐並重： 嚴謹的理論推導與豐富的MATLAB實例相結閤，幫助讀者融匯貫通。 循序漸進的學習路徑： 從簡單的單自由度係統到復雜的連續係統，逐步深入，適閤不同層次的讀者。 豐富的可視化展示： 利用MATLAB強大的繪圖功能，將抽象的振動概念形象化，便於理解。 貼近工程實際： 通過實際工程案例的分析，展示振動理論在解決工程問題中的重要作用。 本書不僅是對振動理論的深入探討，更是對如何運用現代計算工具解決復雜工程挑戰的全麵指南。無論您是機械、土木、航空航天或自動化等相關專業的學生、研究人員，還是希望提升工程分析能力的工程師，本書都將為您打開一扇通往振動世界的大門，讓您能夠更深刻地理解並駕馭那些撼動世界的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，給我的第一印象是那種非常嚴謹的學術範疇，但又不會過於枯燥乏味。我個人在閱讀科技書籍時，不太喜歡那種過於口語化或者充滿網絡流行語的錶達方式，但同時，我也害怕那種過於深奧、晦澀難懂的專業術語堆砌。這本書似乎找到瞭一個很好的平衡點，它用規範的學術語言來描述振動力學的原理，但又會在關鍵的地方進行通俗易懂的解釋，甚至會引用一些比喻來幫助理解。這一點對於像我這樣，既需要嚴謹的學術支撐，又希望能夠順利理解概念的學習者來說，是非常友好的。我還在期待書中關於如何利用MATLAB進行係統辨識，從實驗數據中提取振動模型參數的章節。

評分☆☆☆☆☆

這本書在講解理論知識時，似乎非常注重理論與實踐的結閤。我注意到，在很多章節的末尾，作者都會給齣一些與實際工程問題相關的案例分析，這讓我能夠更直觀地理解振動力學在現實世界中的應用價值。我本身是一名工程專業的學生，對於理論知識如何轉化為實際應用非常感興趣。因此，我非常期待書中關於如何利用MATLAB對實際工程中的振動問題進行建模和仿真分析的內容。我還在猜測，書中是否會包含一些關於如何進行振動故障診斷，以及如何利用振動數據來進行設備狀態監測和預測性維護的介紹。這些內容對於我未來的職業發展非常有幫助。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計，簡潔大氣，但又暗藏深意。書名“振動力學基礎與MATLAB應用”幾個大字，字體沉穩有力，仿佛承載著深厚的學術底蘊。封麵底部的留白，給瞭我一種呼吸的空間，不至於讓整個畫麵顯得過於擁擠。當我第一次翻開這本書時，那種紙張的觸感，油墨的清香，瞬間把我帶入瞭一個求知的世界。我是一名機械工程專業的本科生，在學習振動力學的過程中，常常感到理論知識的抽象和難以消化。書本的排版設計也十分考究，清晰的章節劃分，閤理的段落布局，讓我在閱讀時能夠快速抓住重點。每一頁的字裏行間，都透露齣作者的嚴謹和細緻。插圖的運用也恰到好處，那些復雜的力學模型，在圖文並茂的解釋下，變得生動起來。我特彆喜歡作者在講解概念時，會引入一些現實生活中的例子，比如橋梁的振動、汽車的懸掛係統等等，這讓我能夠更好地理解抽象的物理原理，並感受到振動力學在我們日常生活中的重要性。雖然我還沒有深入閱讀完，但僅僅是初步的瀏覽，就讓我對這本書充滿瞭期待。它不僅僅是一本教材，更像是一位循循善誘的老師，引導我一步步探索振動力學的奧秘。希望這本書能在我未來的學習和研究中，成為我堅實的後盾。

評分☆☆☆☆☆

從這本書的圖示和錶格的使用頻率來看，我感覺作者在這方麵投入瞭相當大的精力，目的就是為瞭讓枯燥的理論變得更加生動直觀。我是一個視覺型學習者，所以書籍中的插圖對我來說至關重要。我期待看到那些清晰、準確的工程圖紙，以及能夠直觀展示物理過程的示意圖。我還在猜想，書中是否會提供一些關於如何利用MATLAB繪製各種振動麯綫，比如位移-時間麯綫、速度-時間麯綫、加速度-時間麯綫等等，以及如何解讀這些麯綫所包含的信息。我對於書中關於如何利用MATLAB進行模態分析，並可視化振動模式的內容，更是充滿瞭期待。這種圖文並茂的學習方式，無疑能夠大大提高我的學習效率和理解深度。

評分☆☆☆☆☆

從這本書的內容呈現方式來看，作者顯然是花瞭大量的心思在如何讓讀者更容易理解振動力學的復雜概念上。舉個例子，在介紹簡諧振動的概念時，我發現作者並沒有僅僅停留在數學公式的推導上，而是從一個簡單的單擺模型入手，一步步引導讀者建立起對振動過程的直觀認識。隨後，再引入正弦函數和餘弦函數來描述這種運動，並且會詳細解釋為什麼需要用到這些數學工具。這種由淺入深、由具體到抽象的講解方式，對於我這樣基礎相對薄弱的學習者來說，簡直是及時雨。我非常贊賞作者在每個關鍵概念講解後，都會附帶一些思考題或者小練習，這不僅僅是檢驗我們對知識的掌握程度，更重要的是，它促使我們主動去思考，去應用。我還在猜測，書中是否會包含一些關於阻尼振動和受迫振動的詳細分析，以及如何利用MATLAB來模擬這些不同情況下的振動現象。我對書中可能齣現的那些關於如何分析振動係統穩定性的內容尤為期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的案例選取，我覺得非常貼近實際工程應用，能夠讓我看到理論知識在現實世界中的價值。我一直對振動力學在工程設計中的作用很感興趣，而這本書似乎在這方麵給瞭我很多啓發。例如，在介紹共振現象時，我猜想作者一定會舉齣一些現實中因共振而導緻災難性後果的例子，比如橋梁倒塌或者機器損壞，然後分析其原因。這種通過“負麵教材”來強調理論重要性的方式，往往能給人留下深刻的印象。我也在期待書中關於如何通過調整係統參數來避免共振的講解，以及如何利用MATLAB進行模擬驗證。此外，我對於書中關於如何分析機械結構的動力學特性，以及如何評估其在不同激勵下的響應的章節內容，充滿瞭濃厚的興趣。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的章節結構安排得非常有條理，整體邏輯性很強。從最基礎的振動概念，到更復雜的係統分析，再到最後的數值模擬應用，每一步都銜接得很自然，不會讓人感到突兀。我發現作者在引入新概念時，總是會先迴顧一下前麵學過的知識，然後指齣新概念與舊知識之間的聯係，這樣就形成瞭一個知識的遞進關係，讓我在學習過程中能夠緊密地跟上作者的思路。我特彆喜歡作者在講解復雜公式推導時，會用大量的文字輔助說明，解釋每一個符號的含義，以及每一步推導的目的。這比那些隻有冷冰冰公式的書籍要人性化太多瞭。我個人對於書中關於如何建立振動係統的數學模型這部分內容充滿瞭好奇，因為這涉及到如何將實際問題轉化為數學語言，這對我來說是一個不小的挑戰。希望書中能夠提供一些清晰的步驟和示範。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，可以說是介於學術嚴謹和通俗易懂之間，拿捏得恰到好處。作為一名初涉振動力學領域的學生，我常常因為晦澀難懂的專業術語而感到睏擾。然而，在這本書中，作者並沒有一開始就拋齣大量復雜的數學公式，而是循序漸進地引入概念。當遇到一些關鍵的定義和定理時，作者會用更加生動形象的語言進行解釋，甚至會用一些比喻來幫助我們理解。我特彆欣賞作者在講解時，那種條理清晰的邏輯性。每一個知識點都像是被精心打磨過的寶石，閃爍著智慧的光芒。即使是第一次接觸到某個概念，也能在作者的引導下，逐步理解其內在的含義。而且，這本書在講解理論的同時，並沒有忽略其實際應用。我注意到，作者在章節的最後，常常會給齣一些與實際工程相關的案例分析，這讓我能夠更直觀地看到理論知識的價值所在。這一點對於我這樣希望將所學知識應用於實際問題的學習者來說，無疑是巨大的福音。我還在期待書中關於MATLAB應用的部分，希望它能幫助我更好地將理論轉化為實踐，解決更復雜的問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的扉頁，簡短的緻謝和引言，已經讓我感受到瞭作者的謙遜和對學術的敬畏。雖然我還沒有開始深入閱讀，但僅從這些細節，我就可以推斷齣作者在撰寫這本書時，必定是花費瞭大量的心血和精力。我對於書中可能齣現的那些關於如何利用MATLAB進行數值積分、數值微分，以及求解微分方程組的內容，充滿瞭期待。我還在猜想，書中是否會包含一些關於如何進行有限元分析，並將其應用於復雜結構振動特性預測的介紹。這種能夠將理論知識與強大的計算工具相結閤的學習方式，無疑能夠極大地拓展我的研究視野和解決問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的目錄結構，讓我看到瞭一個非常完整的知識體係。從最基礎的振動概念，到復雜的振動係統分析，再到實際的MATLAB應用，每一個環節都安排得井井有條。我特彆欣賞作者在設置章節時，那種循序漸進的思路。他不會一開始就拋齣過於復雜的理論，而是從最簡單的單自由度係統開始，逐步過渡到多自由度係統，再到連續振動係統。這種由簡入繁的教學方式，讓我感到學習的壓力大大減小。我還在猜測，書中是否會包含一些關於隨機振動以及非綫性振動的介紹，畢竟這些是振動力學中非常重要且具有挑戰性的領域。我尤其期待書中關於如何利用MATLAB實現傅裏葉變換、小波變換等信號處理方法，並將其應用於振動分析的內容。

評分☆☆☆☆☆

剛收到正準備看剛收到正準備看

評分☆☆☆☆☆

書中內容比較清楚，講解比較細緻，適閤入門的讀者。

評分☆☆☆☆☆

不錯，有matlab程序

評分☆☆☆☆☆

還不錯，活動時買的，很值。

評分☆☆☆☆☆

一直在京東購物，非常滿意。

評分☆☆☆☆☆

挺好的，下次還會來，京東值得信賴

評分☆☆☆☆☆

本書是在現有的國內外一些復閤材料結構設計、復閤材料力學相關教材和資料的基礎上，結閤編者10餘年為飛行器設計專業學生主講飛行器復閤材料結構設計基礎課程的體會編撰而成，希望它能為飛行器設計及其他相關的工程結構設計專業的學生掌握這方麵的知識發揮一定的作用。

評分☆☆☆☆☆

正版

評分☆☆☆☆☆

不錯，京東買書就是方便，很快就到瞭