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內容簡介

　　《海洋工程非綫性動力學的理論與方法》闡述非綫性動力學理論與方法及其在海洋工程中的應用。主要內容包括單自由度非綫性振動、多自由度非綫性振動、參數激勵非綫性振動、非綫性振動穩定性的分析方法、非綫性係統求解的圖解法和數值模擬方法，概要介紹現代非綫性動力學分岔和混沌理論；結閤大量海洋工程實例，包括船舶的非綫性和參數激勵運動、鉸接塔平颱的非綫性動力特陛分析、深海平颱垂蕩.縱搖耦閤動力特性及海洋細長構件的非綫性動力特性分析等，詳細闡述海洋結構非綫性動力學建模、求解和分析方法，揭示海洋工程結構物復雜的非綫性動力學行為，包括內共振響應、無周期響應、異頻振動響應、參數激勵響應、分岔和混沌響應等。
　　《海洋工程非綫性動力學的理論與方法》可作為大學本科高年級學生及研究生的教學參考書或教學用書，還可供從事船舶與海洋工程、機械工程、土木工程及水利水電工程等方麵的科技人員參考。

內頁插圖

目錄

序
前言

第1章 緒論
1．1 研究海洋工程結構非綫性動力學的工程意義
1．2 海洋工程結構中的非綫性振動問題
1．2．1 含剛度非綫性的非綫性振動係統
1．2．2 含分段綫性非綫性恢復力的振動係統
1．2．3 參數激勵振動係統
1．2．4 多自由度的非綫性振動係統
1．3 海洋工程結構典型的非綫性振動方程
1．3．1 自治係統與非自治係統
1．3．2 保守係統與非保守係統
1．3．3 海洋工程中典型的非綫性振動方程
1．4 非綫性振動的特點
1．4．1 非綫性振動與綫性振動的主要區彆
1．4．2 海洋工程結構的非綫性因素
1．5 非綫性振動問題的求解方法

第2章 單自由度非綫性係統的自由振動
2．1 無阻尼自由振動特點
2．2 小參數法
2．2．1 正規攝動法
2．2．2 L-P小參數法
2．3 三級數法
2．3．1 三級數法求解思路
2．3．2 求解過程
2．3．3 無阻尼非綫性剛度保守係統
2．3．4 綫性阻尼非綫性剛度係統
2．4 平均法
2．4．1 導齣平均法的標準方程組
2．4．2 求振幅和相位平均值
2．4．3 非綫性係統的等效綫性化方法
2．5 多尺度法
2．5．1 求解思路
2．5．2 求解過程
2．6 分段綫性剛度係統
2．7 諧波平衡法

第3章 單自由度非綫性係統的強迫振動
3．1 非綫性振動係統的動力響應特性
3．1．1 振動的穩定性
3．1．2 振動響應幅值的跳躍行為
3．2 小參數法
3．2．1 L-P法求非共振情況的解
3．2．2 L-P法求共振情況的解
3．3 平均法
3．3．1 非共振情況
3．3．2 共振情況
3．4 多尺度法
3．4．1 非共振情況
3．4．2 共振情況
3．5 單自由度係統的異頻振動分析
3．5．1 次諧波振動
3．5．2 高次諧波振動
3．5．3 組閤諧波振動
3．5．4 分段綫性剛度係統
3．6 非自治係統的簡諧平衡法
3．6．1 簡諧平衡法
3．6．2 增量諧波平衡法

第4章 單自由度參數激勵振動
4．1 參數激勵振動的馬休方程
4．1．1 垂直係泊纜的參數激勵振動
4．1．2 傾斜係泊纜的參數激勵振動
4．1．3 受軸嚮激勵簡支梁的參數激勵振動
4．1．4 疏浚吸泥管參數激勵振動
4．2 穩定性分析的弗洛凱理論
……
第5章 非綫性多自由度係統的多尺度法
第6章 非綫性係統周期解的穩定性
第7章 非綫性振動係統的圖解法與數值解法
第8章 分岔理論與混沌簡介
第9章 鉸接塔平颱非綫性動力特性
第10章 船舶非綫性橫搖及參數激勵運動
第11章 深海Spar平颱垂蕩．縱搖耦閤運動分析
第12章 海洋細長構件非綫性振動
參考文獻

前言/序言

　　隨著海洋資源開發與海洋空間利用工程的發展，齣現瞭多種形式的海洋結構物。研究這些海洋結構物的環境載荷、動力響應特性及其在動力載荷作用下的動力響應分析理論，形成瞭一門嶄新的學科——海洋工程結構動力學。該學科的根本目的是為海洋工程結構的設計開發、建造與安裝提供堅實的理論基礎。為此，作者曾經於2008年齣版瞭《海洋工程結構動力學》一書，受到同行的普遍歡迎。
　　作者在研究海洋工程結構動力響應及其安全分析的工作中，遇到瞭大量海洋工程結構的非綫性動力學問題。這些問題采用綫性振動理論無法解決，甚至得到與海洋結構實際現象完全違背的結果。例如，船舶在縱浪中大幅橫搖運動及傾覆現象，順應式平颱的大幅及慢漂運動，深海平颱升沉與搖擺運動的耦閤關係等，這些動力學問題無法采用綫性振動理論進行分析。多年來，作者課題組及國內外同行結閤不斷湧現的海洋新型結構，應用非綫性動力學的理論和方法，開展瞭大量卓有成效的研究工作，發展瞭非綫性動力學理論與方法，拓寬瞭其應用範圍。
　　海洋工程結構的非綫性振動或者運動，導緻結構物齣現異常損傷和破壞。為瞭揭示海洋結構由於非綫性振動或者非綫性運動原因引起的損傷與失效機理，發現復雜非綫性振動（運動）響應齣現的條件，以及非綫性振動（運動）引起的有害後果，采用非綫性動力學研究海洋結構動力響應是海洋工程領域科技的發展趨勢與需求。本書正是為瞭適應該發展趨勢和需要編寫而成。
　　非綫性振動（運動）的研究方法可以分為解析方法及數值方法。國內外許多學者緻力於非綫性振動理論與解析方法的研究。近年來，該理論研究得到瞭很大的發展。特彆是分岔和混沌理論的研究工作，在工程實踐中齣現瞭一大批應用成果。近30年來，計算機技術迅速發展，大量的非綫性振動問題可以采用數值模擬方法獲得解決，這進一步推進瞭非綫性振動理論和方法的進步，尤其為多自由度非綫性振動問題的求解提供瞭強有力的方法。
　　本書密切結閤海洋工程非綫性振動（運動）實際，闡述非綫性振動係統分析的理論與方法，以及動力學中分岔與混沌分析的基本理論。編寫過程力求便於工程應用，緊密結閤海洋工程實際。
　　本書共12章，第1章介紹非綫性振動的基本概念、海洋工程中的非綫性振動問題；第2章介紹單自由度非綫性自由振動方程的近似解法、單自由度非綫性係統自由振動的特點；第3章介紹單自由度非綫性係統強迫振動的近似解法，分析非綫性係統強迫振動響應的特點；第4章介紹單自由度參數激勵振動係統的求解方法；第5章介紹弱非綫性多自由度係統的多尺度法、多自由度係統內共振和參數激勵響應特點，以及船舶斜浪航行的非綫性運動分析方法；第6章介紹非綫性係統的穩定性分析方法，包括李雅普諾夫方法、勞斯一赫爾維茨方法及參激係統穩定性判彆方法；第7章介紹非綫性係統的圖解法與數值解法，包括點映射和胞映射方法，求解多自由度非綫性動力響應的數值模擬方法；第8章介紹非綫性係統的分岔與混沌分析方法；第9章介紹順應式鉸接塔平颱係統非綫性動力響應的分析方法，包括建模、求解過程及動力響應特點；第10章介紹船舶非綫性運動，包括橫浪中的強迫橫搖運動，縱浪中的參數激勵橫搖及斜浪中的參數激勵橫搖；第11章介紹深海Spar平颱的非綫性動力分析，包括平颱的垂蕩一縱搖耦閤運動及運動穩定性分析；第12章介紹海洋細長構件的動力響應分析，包括深海立管的渦激非綫性振動、張力腿的非綫性振動及纜索的衝擊動力響應。
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