機械動力學基礎及其仿真方法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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韓清凱，翟敬宇，張昊 著

圖書標籤:

• 機械動力學
• 動力學仿真
• MATLAB仿真
• SimMechanics
• 機械設計
• 振動理論
• 控製理論
• 機器人動力學
• 有限元分析
• 工程力學

齣版社： 武漢理工大學齣版社

ISBN：9787562956297

版次：1

商品編碼：12202669

包裝：平裝

叢書名： 高等學校研究生精品課程教材

開本：16開

齣版時間：2017-10-01

用紙：膠版紙

正文語種：中文

內容簡介

　　《機械動力學基礎及其仿真方法》簡要介紹瞭機械動力學與振動的發展曆史、現狀、研究方法及其發展趨勢，係統介紹瞭質點和剛體動力學、多剛體係統動力學、機械振動學等基礎理論，接著對機械結構係統的剛柔耦閤動力學、闆殼結構動力學、轉子係統和齒輪係統的動力學與振動理論進行瞭詳細闡述，後在非綫性振動理論的基礎上對典型機械結構和係統的非綫性動力學與振動問題進行瞭分析。為瞭實現對機械動力學與振動問題的深入理論研究，《機械動力學基礎及其仿真方法》引入瞭數字仿真方法，給齣瞭主要問題研究所用的仿真程序，以及相應的數值算例。

目錄

1 緒論
1．1 機械動力學基礎理論發展曆程
1．2 機械結構係統動力學與振動問題的典型應用
1．3 機械動力學與振動問題的數值模擬方法

上篇 基礎理論
2 質點和剛體動力學
2．1 質點運動學
2．2 質點動力學
2．3 功、動能、勢能與能量守恒定律
2．4 剛體運動的描述方法
2．5 剛體動力學
2．6 算例
3 多剛體係統動力學
3．1 多剛體係統運動學原理
3．2 多剛體係統動力學原理
3．3 兩自由度機械臂動力學分析
3．4 三自由度機械臂動力學分析
3．5 算例
4 離散係統振動和連續體振動理論
4．1 離散係統振動的基本概念
4．2 單自由度振動係統的強迫響應
4．3 多自由度係統的振動分析
4．4 連續體振動的基本方程
4．5 連續梁振動的固有特性分析
4．6 不同邊界條件下連續梁的彎麯振動

中篇 機械結構與係統動力學
5 剛柔耦閤多體係統動力學
5．1 剛柔耦閤係統動力學建模原理
5．2 中心剛體�踩嶁曰�械臂係統的動力學模型
5．3 兩杆剛柔耦閤機械臂動力學模型
5．4 中心剛體�踩嶁曰�械臂動力學特性分析實例
5．5 兩杆剛柔耦閤機械臂動力學特性分析實例
6 闆殼結構動力學
6．1 Kirchhoff 薄闆理論
6．2 薄闆動力學方程建立
6．3 四邊簡支邊界條件下薄闆的固有特性
6．4 懸臂邊界條件下薄闆的固有特性
6．5 薄闆動力學分析算例
6．6 薄殼動力學基本原理
6．7 薄壁圓柱殼的固有特性
6．8 薄壁圓柱殼動力學分析算例
7 轉子係統動力學
7．1 轉子係統渦動運動的基本特性
7．2 轉子係統的陀螺效應
7．3 轉子係統動力學方程的建立方法
8 齒輪係統動力學
8．1 齒輪係統動力學建模基本原理
8．2 齒輪嚙閤剛度及齒輪嚙閤動力學模型
8．3 齒輪係統動力學分析的有限元法
8．4 齒輪係統的固有特性分析
8．5 齒輪係統的不平衡振動響應

下篇 非綫性振動與分岔混沌
9 非綫性振動理論
9．1 Duffing係統的多尺度法解析分析
9．2 Duffing係統的漸近法解析分析
9．3 Duffing係統的周期運動穩定性
10 非綫性係統分岔與混沌理論
10．1 分岔基本理論
10．2 混沌基本理論
10．3 幾種經典混沌係統的數值模擬
10．4 Duffing係統的分岔與混沌
11 多體係統非綫性動力學
11．1 受控平麵二自由度機械臂的動力學方程
11．2 受控平麵二自由度機械臂的周期運動仿真
11．3 受控平麵二自由度機械臂的混沌運動仿真
12 薄闆非綫性動力學與振動
12．1 懸臂薄闆的幾何非綫性動力學方程
12．2 懸臂薄闆的幾何非綫性振動分析
12．3 懸臂薄闆的幾何非綫性振動數值仿真
12．4 懸臂薄闆的材料非綫性動力學方程
12．5 考慮材料非綫性的懸臂薄闆固有特性的解析分析
12．6 考慮材料非綫性的懸臂薄闆固有特性算例
13 轉子係統的非綫性振動
13．1 碰摩轉子係統動力學模型
13．2 周期運動穩定性的Floquet理論
13．3 碰摩轉子係統周期運動穩定性算例
13．4 支點不對中轉子係統的動力學模型
13．5 支點不對中對轉子係統固有特性和振動響應的影響
14 齒輪係統的非綫性振動
14．1 齒輪嚙閤動態激勵的非綫性特性
14．2 齒輪嚙閤動態激勵的描述方法
14．3 齒輪係統扭轉動力學模型
14．4 齒輪係統扭轉振動的非綫性分析算例
參考文獻
附錄A

《現代材料科學導論》 內容簡介： 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的現代材料科學入門。我們從材料的本質齣發，探討原子結構、晶體學以及材料的微觀結構如何決定其宏觀性能。本書將帶領您瞭解金屬、陶瓷、聚閤物和復閤材料等主要材料類彆，深入剖析它們的特性、製備方法以及在不同領域中的應用。 第一部分：材料的基礎原理 原子與分子： 我們將從最基本的層麵開始，迴顧原子模型、化學鍵的類型（離子鍵、共價鍵、金屬鍵、範德華力）以及它們在材料結構中的作用。理解不同鍵閤方式如何影響材料的強度、熔點和導電性。 晶體結構與缺陷： 深入研究常見的晶體結構，如立方晶係、六方晶係等，以及非晶態材料的結構。重點闡述晶體缺陷（點缺陷、綫缺陷、麵缺陷）的存在及其對材料性能的顯著影響，例如位錯如何促進金屬的塑性變形。 相圖與相變： 學習如何解讀相圖，理解不同組分和溫度下材料存在的穩定相。探討相變過程，如固態相變、熔化和凝固，以及這些過程如何影響材料的微觀組織和最終性能。 第二部分：主要材料類彆及其特性 金屬材料： 詳細介紹金屬的晶體結構、強化機製（固溶強化、晶粒細化強化、沉澱強化、形變強化）以及金屬閤金的性能調控。涵蓋常見金屬材料如鋼鐵、鋁閤金、銅閤金等的特性和應用。 陶瓷材料： 探討陶瓷的無機非金屬特性，理解其高硬度、高熔點、良好的絕緣性和耐腐蝕性。介紹氧化物、氮化物、碳化物等陶瓷材料的結構、性能特點及其在電子、航空航天、生物醫學等領域的應用。 聚閤物材料： 深入研究聚閤物的分子鏈結構、鏈段運動以及高分子材料的力學性能（彈性、塑性、粘彈性）。分析熱塑性塑料、熱固性塑料和彈性體的區彆及其應用。 復閤材料： 解釋復閤材料的概念，即由兩種或多種不同材料通過物理或化學方法結閤而成，以獲得單一材料無法達到的優異性能。重點介紹縴維增強復閤材料（如碳縴維增強聚閤物）和顆粒增強復閤材料的結構設計、界麵結閤及其在輕量化結構中的優勢。 第三部分：材料的性能與錶徵 力學性能： 詳細闡述材料的強度、硬度、韌性、疲勞、蠕變等力學性能。介紹相關的試驗方法，如拉伸試驗、衝擊試驗、硬度試驗等，以及如何通過材料設計來優化力學性能。 熱學性能： 討論材料的比熱容、導熱係數、熱膨脹係數等熱學參數，以及它們在高溫應用和熱管理中的重要性。 電學與磁學性能： 介紹材料的導電性、絕緣性、半導體特性以及磁性材料的分類與應用，重點關注其在電子器件中的作用。 光學性能： 探討材料的透明、不透明、反射、摺射等光學特性，以及它們在光學儀器、顯示技術等領域的應用。 材料錶徵技術： 介紹用於研究材料微觀結構和成分的常用技術，如光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射綫衍射（XRD）、能譜分析（EDS）等，並說明它們在材料分析中的作用。 第四部分：先進材料與未來發展 納米材料： 介紹納米材料的概念及其獨特的尺寸效應，探討納米顆粒、納米綫、納米管等在催化、醫藥、能源等領域的潛在應用。 智能材料： 討論能夠響應外界刺激（如溫度、光、電、磁場）並改變自身性質的智能材料，如形狀記憶閤金、壓電材料、光緻變色材料等。 生物材料： 介紹用於與生物係統相互作用的材料，如用於植入物、藥物遞送、組織工程的生物相容性材料。 可持續材料與綠色製造： 探討材料科學在環境保護和可持續發展中的作用，介紹可再生材料、可降解材料以及綠色製造工藝。 本書結構清晰，語言生動，輔以大量圖錶和實例，旨在幫助不同背景的讀者建立對現代材料科學的係統認知，為進一步深入學習和研究奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

讀完《機械動力學基礎及其仿真方法》這本書，我最大的感受是它非常實在，沒有空泛的理論堆砌，而是緊密圍繞著“基礎”和“仿真”這兩個核心展開。作為一名剛剛接觸機械動力學領域的研究生，我之前看過的幾本書，雖然標題聽起來都很高端，但讀起來總是覺得雲裏霧裏，不知道如何將其應用於實際問題。而這本書，從最基本的概念講起，比如慣性、質量、剛度、阻尼這些聽起來簡單卻至關重要的物理量，都進行瞭非常深入淺齣的闡述。它不僅僅是定義這些概念，更重要的是解釋瞭它們在機械係統中扮演的角色，以及它們之間相互作用的原理。我尤其喜歡書中對牛頓定律和拉格朗日方程的推導過程，作者並沒有直接給齣公式，而是循序漸進地引導讀者理解這些方程是如何從物理本質中産生的。這讓我這個初學者也能逐漸建立起對動力學建模的信心。

評分☆☆☆☆☆

我對書中關於振動分析的部分印象尤為深刻。振動是機械係統中一個非常普遍且重要的問題，而這本書對振動理論的講解非常全麵。從自由振動、受迫振動，到阻尼振動，再到共振現象，書中都進行瞭詳細的闡述。讓我覺得非常有價值的是，書中不僅講解瞭理論知識，還提供瞭實際的仿真案例。我嘗試著跟著書中的例子，在Simulink中搭建瞭一個簡單的振動模型，並對不同阻尼係數和激勵頻率下的係統響應進行瞭仿真。看到仿真結果與理論預測一緻時，我感到非常興奮。這本書讓我對如何分析和控製機械係統的振動有瞭更清晰的認識，這對於我後續的工程實踐具有重要的指導意義。

評分☆☆☆☆☆

總的來說，《機械動力學基礎及其仿真方法》是一本非常適閤機械工程領域的學生和工程師的教材。它既有紮實的理論基礎，又有豐富的實踐案例，能夠幫助讀者深入理解機械動力學的核心概念，並掌握使用仿真工具解決實際工程問題的能力。我強烈推薦這本書給任何對機械動力學感興趣的人。它不僅能夠提升你的理論水平，更重要的是能夠培養你的工程實踐能力，讓你在麵對復雜的機械係統時，能夠更加自信和從容。這本書的價值，在於它真正做到瞭“授人以漁”，讓你能夠獨立地去分析和解決問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的案例分析部分是我認為最寶貴的財富。理論知識如果脫離實際，就很難真正掌握。這本書收錄瞭大量的工程實例，從簡單的單自由度振動係統，到復雜的機器人手臂和車輛懸掛係統，幾乎涵蓋瞭機械動力學應用的各個方麵。每個案例都從建立物理模型開始，然後推導齣動力學方程，最後進行仿真分析，並對仿真結果進行討論。我特彆喜歡書中對共振現象、阻尼對係統響應的影響等問題的深入探討，這些都是實際工程中經常遇到的挑戰。通過這些案例，我不僅學習瞭如何應用動力學理論，更學會瞭如何將抽象的數學模型與具體的物理現象聯係起來，如何分析和解釋仿真結果，甚至是如何利用仿真結果來優化設計參數，降低係統故障的風險。

評分☆☆☆☆☆

讓我覺得這本書非常有價值的另一個原因，是它對“仿真不確定性”的討論。在實際的工程應用中，我們很難獲得完全精確的係統參數，模型本身也可能存在簡化。這本書並沒有迴避這些不確定性，而是探討瞭如何進行參數敏感性分析，以及如何通過濛特卡洛仿真等方法來評估仿真結果的不確定性。這讓我意識到，仿真結果並非絕對真理，而是需要在一定範圍內進行解讀，並考慮其可能存在的誤差。這種對仿真局限性的坦誠討論，讓我對仿真技術有瞭更全麵和客觀的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節安排邏輯清晰，結構完整。從最基本的概念到復雜的係統分析，再到仿真實踐，整個流程非常順暢。每個章節都承上啓下，為理解下一章的內容打下基礎。我特彆喜歡書中關於“模型降階”的章節，這在處理高自由度係統時非常實用。作者通過具體的例子，展示瞭如何利用特徵值分解等方法，將復雜的動力學模型簡化為更易於處理的低階模型，而又不損失關鍵的動力學特性。這對於我理解一些大型機械係統的動力學行為非常有啓發。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀《機械動力學基礎及其仿真方法》的過程中，我發現它非常注重數學工具的應用。書中對於微分方程、矩陣運算、傅裏葉變換等數學工具在動力學建模和仿真中的應用都進行瞭詳細的介紹。作者並沒有將數學工具作為獨立的章節來講解，而是將其融入到動力學理論和仿真方法的講解之中，讓讀者在解決實際問題的過程中學習和掌握這些數學工具。這種“在實踐中學習”的方式，讓我覺得數學不再是枯燥的符號，而是解決工程問題的有力武器。我特彆喜歡書中關於如何利用MATLAB等工具進行矩陣運算和求解微分方程的介紹，這極大地提高瞭我的仿真效率。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常接地氣，閱讀起來沒有壓力。作者並沒有使用過於晦澀難懂的專業術語，即使是一些復雜的概念，也通過形象的比喻和生動的例子來解釋，讓讀者更容易理解。我尤其喜歡書中對物理直覺的培養，它不僅僅是告訴我們“是什麼”，更重要的是引導我們思考“為什麼”。比如，在講解阻尼時，作者會引導讀者想象空氣阻力、摩擦力等現實中的阻尼效應，從而理解阻尼在機械係統中的作用。這種注重物理直覺的講解方式，對於我這樣的初學者來說，非常有幫助，它讓我能夠更深刻地理解動力學方程背後的物理意義，而不僅僅是記住幾個公式。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最大驚喜，在於它對仿真方法的講解。我一直覺得動力學建模隻是第一步，真正有價值的是能夠通過仿真來預測係統的行為，從而指導設計和優化。這本書在這方麵做得非常齣色。它詳細介紹瞭各種常用的仿真軟件，比如MATLAB/Simulink，以及一些更專業的領域內工具。作者並沒有僅僅停留在介紹軟件界麵和基本操作，而是著重講解瞭如何在這些軟件中實現動力學方程的數值求解。我特彆注意到書中關於離散化方法和數值積分算法的章節，比如歐拉法、龍格-庫塔法等等。作者不僅給齣瞭這些方法的數學原理，還通過具體的算例展示瞭如何選擇閤適的算法，以及不同算法對仿真精度和效率的影響。這讓我明白，仿真並非“黑箱操作”，而是需要理解其背後的數學原理纔能做齣明智的選擇。

評分☆☆☆☆☆

《機械動力學基礎及其仿真方法》在理論的深度和廣度上都給我留下瞭深刻的印象。它並沒有迴避一些更高級的理論，比如多體動力學、振動模態分析等，但處理的方式非常巧妙。作者將這些復雜概念拆解成易於理解的模塊，並與前麵講到的基礎知識巧妙地銜接起來。例如，在講解多體係統時，它會迴顧之前學習的單體係統的動力學方程，然後逐步引入約束力和關節力矩的概念，最終構建齣整個係統的動力學模型。這種循序漸進的學習路徑，讓我覺得即使麵對復雜的係統，也能找到入手點，逐步攻剋。書中關於自由度、約束、廣義坐標等概念的講解也十分清晰，為理解更復雜的動力學模型打下瞭堅實的基礎。