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內容簡介

　　《現代物理基礎叢書·典藏版：高等結構動力學（第二版）》立足於研究引起結構係統振動的深層內因，以及外因與內因相互作用的機理；側重於結構動力學的基本原理和基本理論；涉及工程實際中的復雜結構係統和復雜結構動力學問題。《現代物理基礎叢書·典藏版：高等結構動力學（第二版）》由15章組成。第1章，緒論，主要介紹結構動力學基本思想、主要研究內容及研究方法。第2章，單自由度係統的動力學特性，介紹結構振動的基本概念、基本理論和基本分析方法。第3～8章，主要介紹多自由度結構係統的動力學特性、動力學建模、數值分析、係統辨識、敏感度分析、部件模態綜閤等的基本理論與分析方法。第9章和第10章，介紹求解多自由度係統動力學響應的各種方法，包括數值積分方法和模態疊加法。第11章和第12章，介紹典型結構單元的建模與分析方法，以及它們各自所特有的動力學特性。第13～15章，介紹復雜結構係統的動力學建模與分析的基本理論與方法，包括固液耦閤係統的動力學建模與分析、航天器空間桁架結構動力學建模與分析、航天器太陽能電池翼結構動力學建模與分析。
　　《現代物理基礎叢書·典藏版：高等結構動力學（第二版）》較係統和全麵地闡述瞭結構動力學的基礎理論和基本方法，不僅為認識結構振動的物理本質、分析結構動力學特性、設計動力學環境下的承載結構提供瞭理論依據和實用方法，也為解決結構的振動控製問題奠定瞭分析的理論基礎，提供瞭設計的技術途徑。
　　《現代物理基礎叢書·典藏版：高等結構動力學（第二版）》可作為研究生教材，也可供相關工程技術人員的參考。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1．1 結構動力學研究的基礎內容
1．2 結構動力學研究的基本方法
思考題與習題

第2章 單自由度係統的動力學特性
2．1 概述
2．2 無阻尼係統的自由振動
2．3 有阻尼係統的自由振動
2．4 周期載荷作用下的強迫振動
2．5 任意載荷作用下的強迫振動
思考題與習題

第3章 多自由度係統的動力學特性
3．1 概述
3．2 無阻尼係統的自由振動
3．3 固有頻率與固有模態的特性
3．4 有阻尼係統的自由振動
3．5 確定基頻的近似方法
思考題與習題

第4章 多自由度係統的動力學模型
4．1 概述
4．2 拉格朗日方程
4．3 拉格朗日方程在振動係統中的應用
4．4 約束坐標與拉格朗日乘子
4．5 受約束結構的振動
思考題與習題

第5章 求解特徵問題的數值方法
5．1 概述
5．2 分解法
5．3 迭代法
5．4 變換法
5．5 三對角矩陣的特徵值與特徵嚮量
思考題與習題

第6章 模態參數辨識的基本原理
6．1 概述
6．2 黏性阻尼係統
6．3 結構阻尼係統
6．4 單自由度係統頻響函數分析（麯綫分析）
6．5 多自由度係統頻響函數分析
6．6 模態參數辨識的基本方法
思考題與習題

第7章 部件模態綜閤法
7．1 概述
7．2 基本概念
7．3 無阻尼自由振動係統的綜閤
7．4 自由部件模態
7．5 殘餘柔度及殘餘部件模態
思考題與習題

第8章 結構動力學係統固有特性理論
8．1 概述
8．2 特徵值的變分式
8．3 強迫振動
8．4 Collatz包含定理
8．5 改進的Collatz定理及包含定理之間的關係
8．6 實對稱矩陣的非正特徵值數
8．7 基於動剛度的特徵值計數法
8．8 基於凝聚動剛度的特徵值計數法
8．9 約束定理證明
思考題與習題

第9章 多自由度係統的強迫振動
9．1 概述
9．2 求解強迫振動的直接積分法
9．3 方程的解耦與模態響應
思考題與習題

第10章 模態疊加法
10．1 概述
10．2 模態位移法
10．3 模態加速度法
10．4 含有剛體模態的模態疊加法
思考題與習題

第11章 一維連續係統的動力學建模與分析
11．1 概述
11．2 弦的振動
11．3 杆的縱嚮振動
11．4 杆的扭轉振動
11．5 軸係的扭轉振動
11．6 梁橫嚮振動的一般情況
11．7 梁橫嚮振動的特殊情況
11．8 圓環的振動
思考題與習題

第12章 二維連續係統的動力學建模與分析
12．1 概述
12．2 薄膜的振動
12．3 闆的橫嚮振動
12．4 殼的振動
思考題與習題

第13章 固液耦閤係統的動力學建模與分析
13．1 概述
13．2 液體儲箱殼體的固有特性
13．3 盛液儲箱固液耦閤下的縱嚮振動
13．4 考慮固液耦閤時箭體的縱嚮振動
13．5 箭體的橫嚮振動與液體晃動問題
思考題與習題

第14章 航天器空間桁架結構動力學建模與分析
14．1 概述
14．2 簡化模型
14．3 直梁式架設桁架動力學分析
14．4 直梁式可展桁架動力學仿真
14．5 結構桁架的模態分析
14．6 結構桁架的諧激勵響應
14．7 結構桁架的瞬態響應
14．8 小結
思考題與習題

第15章 航天器太陽能電池翼結構動力學建模與分析
15．1 概述
15．2 太陽能電池翼基闆連接剛度的參數識彆
15．3 剛性組閤基闆的動力學建模與分析
15．4 柔性組閤基闆的動力學建模與分析
15．5 一類衛星太陽能電池翼的結構動力學特性分析
思考題與習題

附錄A 課程設計題目
附錄B 部分習題答案
主要參考文獻

前言/序言

　　任何事情的發生與發展都是既有其內在的甚至是深層次的原因，又有其外在的多方麵的激擾和誘導因素的作用。結構動力學問題是典型的由外界乾擾與結構本身固有特性相互作用而産生的特殊物理問題。在日常生活和工程實踐中常見的一些振動現象（如樹枝在風中的搖動、汽車在行駛中的顛簸、打夯機打夯等）以及不常見的一些現象（如飛機或直升機機翼的顫振、地震、航天器太陽能電池翼的振動等），都屬於結構動力學研究的範疇。當然，結構動力學研究的問題絕不僅限於這些。高等結構動力學立足於研究引起結構動力學問題的深層內因，以及外因與內因相互作用的機理；側重於結構動力學的基本原理和基本理論；涉及工程實際中的復雜結構係統和復雜結構動力學問題。
　　本書較係統和全麵地闡述瞭結構動力學的基礎理論和基本方法，包括結構的本徵值問題和動力響應問題，不僅為認識結構振動的物理本質、分析結構動力學特性、設計動力學環境下的復雜結構提供瞭理論依據和實用方法，也為解決結構的振動控製問題奠定瞭分析的理論基礎，提供瞭設計的技術途徑。
　　基於我們在長期教學實踐中的認識與發現，以及我們在解決多類工程實際問題時的體會與經驗，本書第二版相對於第一版，在保留原有內容的基礎上增加瞭一些新的內容，也作瞭一些局部的修改。主要是：
　　（1）在論述多自由度係統特性之前，增加瞭新的一章，即第2章“單自由度係統的動力學特性”。單自由度振動理論是多自由度振動分析的基礎。在齣版第一版時，考慮讀者為已經具有一定基礎的本專業研究生，所以略去這部分。但在這些年的教學中發現許多選這門課的學生並沒有這個基礎，使得後麵的教學變得很吃力。另外，在解決一些工程實際問題中還發現有些工程技術人員因為沒有瞭解這方麵的基本概念而難以理解工程中齣現的一些現象，也不能有效地給齣解決問題的措施和方法。因此決定在第二版中增加這部分內容，並將第一版中的第10章閤並於此，以期較係統地給齣單自由度係統的動力學特性以及建模與分析的方法。
　　（2）第一版中的第11章在第二版中被拆分為兩章，即現在的第11章和第12章。這兩章較係統地介紹瞭常見的基本結構或結構單元的動力學模型和動力學特性。由於這些結構在幾何構型上所具有的共性和個性，以及由此帶來的不同的動力學特性，又可以分類地去研究它們的動力學特性。因此，將一維結構（即在某一維度上的幾何尺寸遠大於其他維度上尺寸的結構1，如弦、杆、梁等的結構動力學問題歸於一類，這些在第ll章中討論。而將二維結構，如膜、闆、殼等的結構動力學問題歸於另一類，這些在第12章中討論。
　　（3）在第一版的最後增加瞭兩章內容，即第14章“航天器空間桁架結構動力學建模與分析”、第15章“航天器太陽能電池翼結構動力學建模與分析”。一般，有關機械振動或結構動力學的專著或教材中，隻講到簡單結構或單元部件的結構動力學建模與分析，而不涉及復雜結構係統的建模與分析的理論與方法。然而，在我們長期的科學研究和工程實踐中認識到，許多真正的實際結構往往具有復雜的結構外形、多樣化的連接關係、不同類型單元部件的組閤與構造等，分析和解決這些復雜結構的結構動力學問題的能力是未來的科學工作者和工程技術人員應該具備的。因此，增加瞭這兩章的內容。本書第二版以兩類典型的航天結構為例，介紹瞭復雜結構係統的動力學建模與分析的基本方法，由此可推廣應用到分析和解決其他復雜結構的動力學問題中，包含瞭復雜結構係統的動力學建模與分析，也是高等結構動力學與一般結構動力學的區彆之一。
　　（4）與第一版的另一個重要區彆是在每一章的後麵適當增加瞭一些思考題與習題。這對於幫助研究生課後復習或工程技術人員的自學無疑帶來極大的好處。這些題目的選取基本上來源於多部國外優秀教材和我們在教學中的一些經驗積纍。
　　（5）這一版還增加瞭課程設計的題目。參考我在國外研究和學習的經曆，研究生不僅應完成書本上基本理論和基本方法的學習，還應有針對性地安排一些實踐環節，運用書中的知識嘗試性地提齣和解決一些相關的問題。這些問題可能是具體的，也可能是抽象的。設計這個環節的目的是既幫助學生提高解決實際問題的能力，又期望能激發學生的想象力、啓動發明創造的潛能。
　　本書以綫性係統為對象，從基本理論到分析方法，從簡單結構到復雜結構，較係統、全麵地研究瞭結構的本徵值問題和動力響應問題，分析瞭結構動力學係統的固有特性以及結構動力學特性對各種影響因素的敏感度等。在第一版的基礎上經過修改和增加後，第二版主要由15章組成。章節安排特點為：
　　第l章，緒論。主要介紹結構動力學基本思想、主要研究內容及研究方法。
　　第2章，單自由度係統的動力學特性。介紹結構振動的基本概念、基本理論和基本分析方法。本章是今後分析多自由度結構係統動力學特性的基礎。
　　第3～8章，主要介紹多自由度結構係統的基本特性、動力學建模、數值分析、係統辨識、敏感度分析、部件模態綜閤等的基本理論與分析方法。
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