机械振动的分析与控制以及计算方法

前言

第1章 机械振动的基础

1.1 单自由度系统

1.2 无阻尼单自由度系统的振动

1.2.1 自由振动

1.2.2 强迫振动

1.3 有阻尼单自由度系统的振动

1.3.1 阻尼的概念

1.3.2 有粘性阻尼的自由振动

1.3.3 有粘性阻尼的强迫振动

1.3.4 阻尼比的推定方法

1.4.单自由度系统稳态强迫振动的能量关系

1.4.1 力的平衡关系

1.4.2 外力做功与振动能量的关系

1.4.3 由功一能关系考察频率响应的特征

1.4.4 损耗因子

1.5 具有库仑摩擦阻尼系统的振动

1.5.1 自由振动

1.5.2 库仑摩擦阻尼系统的强迫振动

1.5.3 库仑摩擦的等价粘性阻尼近似

1.6 任意形式激励力作用下的振动

1.6.1 冲击力作用下的瞬态响应

1.6.2 物体在一般力作用下的响应

1.6.3 拉普拉斯变换在求解振动响应上的应用

1.6.4 典型冲击力作用下的响应

1.7 自激振动

1.7.1 系统的稳定性与自激振动的发生条件

1.7.2 自激振动的力学模型

1.7.3 工程上常见的自激振动

第2章 振动控制的原理

2.1 振动控制技术的概要

2.2 隔振技术的原理

2.2.1 隔离机器向基础结构的振动传递（设备隔振）

2.2.2 隔离基础结构向机器的振动传递（设备免振）

2.2.3 考虑到基础结构动特性的隔振问题

2.2.4 常见的隔振元件

2.3 动力吸振器的原理

2.3.1 动力吸振器设计的定点理论

2.3.2 考察

2.3.3 其他形式的吸振器

2.4 振动的主动控制

2.4.1 控制理论的概述

2.4.2 古典控制理论

2.4.3 现代控制理论

2.4.4 单自由度系统的振动主动控制

2.4.5 主动动力吸振器

2.4.6 主动隔振系统

第3章 多自由度系统的振动分析与控制

3.1 多自由度系统的运动方程

3.2 多自由度系统振动的直接解法

3.2.1 稳态频率响应

3.2.2 瞬态时间响应

3.3 多自由度系统的模态分析

3.3.1 概述

3.3.2 特征值与特征向量

3.3.3 模态向量的正交性

3.3.4 模态坐标

3.4 模态法频率响应分析

3.4.1 响应计算

3.4.2 频率响应函数

3.4.3 补偿模态截止误差的剩余向量法

3.5 模态法瞬态时间响应分析

3.6 复模态分析及其应用

3.6.1 复特征值问题

3.6.2 关于复模态与实模态的讨论

3.6.3 求解频率响应的复模态方法

3.7 强制运动激励

3.7.1 大质量法

3.7.2 惯性载荷法

3.7.3 矩阵分割法

3.7.4 最大响应估算法（冲击与响应谱分析方法）

……

第4章 模型的缩减与综合以及实验验证方法

第5章 数值计算方法概要

参考文献

《机械振动的分析与控制以及计算方法》以CAE技术在机械产品动力学设计中的应用为背景，对机械振动的原理、分析与控制以及数值计算方法进行了阐述。《机械振动的分析与控制以及计算方法》是笔者根据在十多年应用CAE技术的工作实践中积累总结的资料编著而成，是一本介于振动力学教科书与有限元分析工具书之间的技术参考书。《机械振动的分析与控制以及计算方法》力求深入浅出，重点阐述物理概念，并尽量介绍笔者在工作中接触到的新技术。书中所涉及的数学并不复杂，适合一般工程技术人员和致力于学习机械动力学的学生阅读。特别是对于从事CAE动力学设计工作的工程师来说，通过《机械振动的分析与控制以及计算方法》不但可以掌握结构振动的原理与控制、解析方法与建模技巧，而且可以方便地了解主要商业软件中常用的数值方法的概要。《机械振动的分析与控制以及计算方法》适合从事机械产品设计与开发的工程技术人员和高等院校机械类专业高年级学生以及研究生阅读。