机械振动学(线性系统 修订版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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程耀东，李培玉 著

图书标签:

• 机械振动
• 振动理论
• 线性系统
• 机械工程
• 工程力学
• 振动分析
• 结构动力学
• 控制工程
• 高等教育
• 教材

出版社： 浙江大学出版社

ISBN：9787308000901

版次：2

商品编码：11403280

包装：平装

开本：32开

出版时间：2005-04-01

用纸：胶版纸

页数：242

字数：188000

正文语种：中文

内容简介

　　《机械振动学(线性系统 修订版)》可作为工科有关专业大学生或研究生的教科书或参考书，也可供有关工程技术人员和研究人员自学或参考。

作者简介

　　林柏年，汉族，1931年生，浙江镇海人，哈尔滨工业大学教授。1956年毕业于哈尔滨工业大学铸造专业本科，获工程师学位。1960年在原苏联莫斯科汽车机械学院答辩通过学位论文，获技术科学副博士学位。同年开始在哈尔滨工业大学任教。曾任中国机械工程学会铸造分会特种铸造及有色合金委员会副主任、秘书长，中国金属学会铸铁管委员会副主任。
　　长期讲授“特种铸造”和“铸造流变学”课程。1962年起指导研究生。两次参加编写全国统编教材《特种铸造》，任大型专业手册《铸造手册第六卷（特种铸造）》副主编，并参编有关章节。参编《机械工程手册》的“铸造篇”、《铸造工程师手册》，合编专著《大型铸钢件生产》。主编教材《金属热态成形传输原理》。译著有《铸铁管生产》、《铸铁结构》。首建研究生课程“铸造流变学”，并编著出版了《铸造流变学》教材。近两年来参编的《材料工程大典（第10卷）材料铸造成形工程》和翻译的《强化塑性变形纳米材料》，将出版。
　　进行过离心铸造、熔模铸造、压力铸造、金属在压力下结晶、球铁结晶、铸造缺陷流变学等方面的多个课题的研究，发表论文数十篇。曾获全国科技大会奖、黑龙江科技大会奖、科技进步二等奖、三等奖等。1998年获山西省晋城市科技功臣称号。拥有发明专利“圆柱表面复合碳化钨颗粒铸造方法”。

内页插图

目录

第一章　机械振动学基础
第一节　引言
第二节　机械振动的运动学概念
第三节　构成机械振动系统的基本元素
第四节　自由度与广义坐标
习题
第二章　单自由度系统
第一节　概述
第二节　无阻尼自由振动
第三节　能量法
第四节　有阻尼自由振动
第五节　简谐激励作用下的强迫振动
第六节　简谐激励强迫振动理论的应用
第七节　非简谐激励作用下的系统响应
习题
第三章　两自由度系统
第四章　多自由度系统
第五章　多自由度系统的数值方法
第六章　振动控制
参考书目

精彩书摘

　　铸造是一种直接把金属液制成各种机械零件的方法。实际生产中存在有多种类型的铸造方法，流传得最为广泛的是砂型铸造，主要是因为这种铸造方法适应性强，大多数金属都可在砂型中成形；既可在简陋的条件下生产，也可用先进技术装备进行生产；既适用于大量成批生产，又适用于单件生产；另外铸件的形状、尺寸和重量几乎不受限制等。
　　随着生产、科学技术的不断发展，人类生活需求越来越新颖和多样化，对铸造生产又提出了一系列新的、多方面更高的要求，归纳起来，主要为如下几个方面：
　　（1）要求铸件的力学性能、表面粗糙度、尺寸精度比砂型铸造所能达到的更高。
　　（2）要求能大批量、高质量、稳定地进行铸件的生产，所提供的铸件形状和服役性能越来越多样化。
　　（3）要求生产工艺过程尽可能简化，工人生产效率尽可能高，生产过程的机械化、自动化程度越来越强，生产的劳动环境越来越好。
　　（4）要求生产铸件所消耗的资源和能源越来越少，生产铸件的成本越来越低。
　　在上述追求目标的推动下，长期来，随着科学技术的发展、铸造生产工艺的改进，以及人们劳动经验的积累，为适应社会的需要，不断地出现了与一般砂型铸造工艺有本质不同的许多新的铸造方法。
　　……

前言/序言

　　本教材是根据作者近几年的教学实践和对原编讲义多次修改（其中一次是和贾倣仕同志一起重编的）而重新编写的。编写时，力图用较小的篇幅，系统地表述出机械振动学的基本内容，使读者能在较短的时间内掌握机械振动学的基本概念、原理和分析方法，为实际应用创造条件。
　　离散线性系统（以后简称线性系统）的振动原理和分析方法是机械振动学的基础，也是解决现代许多科学技术和工程实际问题中振动和动态问题的理论根据。因此它是读者必须或首先要学习的内容，有必要把它编成一册以满足不同的要求。
　　虽然，一些读者已在理论力学课程中学过单自由度系统的振动原理，实践表明，几乎对于所有学生学习这一内容都是必要的，因为它是线性系统振动学的基础。在理论力学的教学中，不可能像本课程一样，对这一内容进行扩展和深化，介绍许多有意义的实际应用，完成许多有典型意义的作业，因而也不可能使读者牢固地、深刻地和明确地建立起正确的概念，掌握基本的原理和分析方法。
　　考虑到现代结构动力学发展和计算机应用的需要，本教程在多自由度系统振动理论的讨论中，应用了线性代数的分析方法，着重介绍了模态分析技术，并对两自由度系统进行讨论，以阐明多自由度系统的一些概念。本书第一章是一些基础知识，第五章介绍了数值计算方法，故都可以作为自学的内容。其他章节中有些内容必要时也司让学生目字。
　　为了提高读者分析问题的能力，本教程收集了许多典型的例题和习题。在内容的叙述上，力求表明思考和分析的逻辑。考虑到读者的自学方便，尽量给出习题的答案，以便读者自校和思考。
　　在本书的编写和出版过程中，得到了多方面的支持、关心和帮助；庄表中教授对初稿作了细心地审查，提出了许多宝贵意见；徐杏珍同志为本书绘制了许多附图。编者在此谨对他们表示衷心的感谢。
　　由于编者水平所限，书中错误和不妥之处在所难免，祈请读者给予批评和指正，不胜感激。
　　程耀东

机械振动学：理论、方法与工程应用（线性系统修订版） 本书旨在系统深入地阐述线性机械振动学的基本理论、分析方法及其在各类工程实践中的应用。 机械振动是普遍存在的物理现象，无论是在宏观的桥梁、建筑结构，还是微观的电子元件、生物器官，振动都扮演着至关重要的角色。理解和控制振动，对于确保工程结构的安全性、提高设备的工作效率、优化产品性能以及预测潜在故障至关重要。本书聚焦于线性系统，这是绝大多数工程实际问题在一定近似条件下的有效模型，为读者构建扎实的振动学基础。 第一部分：单自由度系统 本部分首先从最基础的单自由度系统入手，建立对振动现象的直观认识。我们将从 质量-弹簧-阻尼系统 的经典模型出发，详细讲解自由振动、受迫振动以及阻尼振动的特性。 自由振动：我们会解析不考虑外力作用下系统的固有振动行为，推导系统的固有频率和阻尼比等关键参数。通过分析不同阻尼状态（无阻尼、欠阻尼、临界阻尼、过阻尼），揭示其对振动衰减过程的影响，以及如何通过调节阻尼来优化振动响应。 受迫振动：本节将重点探讨系统在外加周期性激励下的响应。我们会深入研究稳态响应与暂态响应的产生机制，分析系统幅频特性和相频特性，并详细讲解共振现象及其工程危害。此外，还会探讨非周期性激励（如脉冲激励、斜坡激励）下的响应，为后续章节的复杂激励分析打下基础。 能量法与虚功原理：除了直接的微分方程求解，我们还将介绍能量法和虚功原理在单自由度系统分析中的应用，这两种方法不仅能提供不同视角来理解振动行为，更是分析复杂系统的重要工具。 模态分析基础：虽然模态分析在多自由度系统中更为核心，但本书会在单自由度系统中引入其基本概念，如振型（在此为单一振动模式）和固有频率，为后续多自由度系统的模态分解奠定思想基础。 第二部分：多自由度系统 随着工程复杂度的提升，单自由度模型往往不足以准确描述实际系统。本部分将过渡到更为普遍的多自由度系统，介绍其分析方法。 运动方程的建立：我们将详细讲解如何通过牛顿第二定律、拉格朗日方程或虚功原理，为多自由度系统建立运动方程。着重介绍质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的物理意义及其构建方法。 自由振动与固有频率：核心内容在于求解多自由度系统的 特征值问题，即求解系统的 固有频率（也称为特征值）和 振型（也称为特征向量）。我们会详细介绍解析解法（如直接求解特征方程）以及数值解法（如幂法、反幂法等），使读者能够掌握计算任意多自由度系统固有特性的能力。 模态分析：深入讲解 模态分析 的核心思想，即如何将复杂的多自由度振动分解为一系列相互独立的 振动模态。介绍如何通过振型进行振动叠加，以及模态阻尼与系统总阻尼的关系。模态分析是理解和控制多自由度系统振动行为的基石。 受迫振动与频率响应：对于多自由度系统，受迫振动的分析更为复杂。本书将介绍 模态叠加法，即利用已求得的模态信息，将系统的受迫响应分解为各模态响应的叠加。重点分析系统的 频率响应函数，讲解如何通过幅频特性和相频特性来评估系统在不同频率激励下的响应，并识别潜在的共振点。 阻尼处理与振动控制：在多自由度系统中，系统阻尼的分布对其振动特性有着显著影响。我们将探讨不同形式的阻尼（如结构阻尼、粘滞阻尼）及其在方程中的体现，并初步介绍基于模态分析的 振动控制 策略，如减振器设计、隔振技术等。 第三部分：连续系统的振动 当系统的自由度趋于无穷大时，我们便进入连续系统的范畴，如梁、板、杆等弹性体。本部分将引入偏微分方程，分析其振动特性。 弦的振动：从最简单的二维连续系统——弦的振动出发，介绍 分离变量法 等求解偏微分方程的方法，推导出弦的固有频率和振型。 杆的轴向振动：分析杆在轴向受力作用下的振动，推导其运动方程，求解固有频率和振型，并分析波的传播特性。 梁的弯曲振动：梁的弯曲振动是工程中最常见且重要的连续系统振动之一。我们将详细讲解 欧拉-伯努利梁理论，推导出梁的弯曲振动微分方程，并分析不同边界条件下（简支、固定、自由）梁的固有频率和振型。 边界条件与整体振型：强调边界条件在确定连续系统振动特性中的关键作用，以及如何通过振型来描述连续体的变形模式。 有限元方法导论：鉴于解析方法在复杂几何形状和边界条件下的局限性，本书将简要介绍 有限元方法 (FEM) 的基本思想，即如何将连续体离散化为一系列有限个单元，并通过求解大型代数方程组来近似连续系统的振动特性。这将为读者理解和应用现代工程振动分析软件（如ANSYS、ABAQUS等）打下理论基础。 第四部分：工程应用与案例分析 理论的目的是为了指导实践。本部分将展示机械振动学在实际工程中的应用，通过具体的案例分析，加深读者对理论知识的理解和掌握。 结构动力学：分析桥梁、高层建筑、飞机机翼等大型结构的振动特性，讲解如何通过动力学分析来确保结构的安全性，预防共振引发的灾难性破坏，如塔科马海峡大桥的倒塌。 机械系统动力学：探讨发动机、涡轮机、齿轮箱等旋转机械的振动问题，包括不平衡引起的振动、轴承故障的诊断、以及齿轮传动中的噪声与振动控制。 车辆工程：分析汽车悬架系统的振动，探讨乘坐舒适性和操控性之间的权衡，以及轮胎与路面相互作用产生的振动。 精密仪器与电子设备：讨论精密仪器（如显微镜、激光系统）对振动的敏感性，以及如何通过隔振技术来提高其精度。分析电子设备（如硬盘驱动器、半导体芯片）的振动对性能的影响。 故障诊断与健康监测：介绍如何利用振动信号来监测设备的运行状态，早期发现潜在的故障，例如通过分析轴承的振动频谱来诊断其磨损程度。 声学与噪声控制：将振动与声学联系起来，分析结构振动产生的噪声，并探讨降噪和隔音的技术。 本书的特点与优势： 系统性与逻辑性：本书从单自由度系统逐步过渡到多自由度系统和连续系统，理论体系严谨，逻辑清晰，循序渐进。 理论与实践相结合：不仅提供扎实的理论基础，更通过丰富的工程案例分析，展示理论的实际应用价值，培养解决工程实际问题的能力。 数学工具的讲解：对于复杂的数学推导，本书力求清晰易懂，并适时介绍必要的数学工具，如线性代数、微分方程、复数运算等，帮助读者掌握分析方法。 修订版特色：在修订版中，我们将对现有内容进行梳理与完善，尤其是在数值分析方法、有限元方法导论部分，将融入更多最新的工程实践考量，并可能增加对现代计算工具在振动分析中的应用介绍（如MATLAB/Simulink等，但这不会影响内容的普适性，而是作为辅助学习资源）。我们将进一步优化公式推导过程，增加更直观的物理图像和图示，以提升内容的易读性和深刻性。 面向读者：本书适合机械工程、土木工程、航空航天工程、车辆工程、自动化等专业的本科生、研究生，以及从事相关工程技术工作的工程师和研究人员。 通过学习本书，读者将能够： 深刻理解机械振动的基本概念、原理和特性。 掌握分析单自由度和多自由度系统的动力学方程和求解方法。 理解连续系统振动的基本理论，并初步接触有限元分析的思想。 能够运用振动学知识分析工程实际问题，并提出有效的减振、隔振或控制方案。 为进一步学习更高级的振动学理论（如非线性振动、随机振动等）打下坚实的基础。 机械振动学 是一门实用性极强的学科，它深刻影响着工程设计的方方面面。本书致力于为读者提供一个全面、深入且实用的学习平台，帮助您掌握这一关键的工程科学。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我一开始是被这本书的书名吸引的，因为我对“线性系统”这个概念总觉得有些模糊。然而，当我翻开这本书，立刻就被它清晰的逻辑和严谨的数学推导所折服。作者在讲解线性系统的概念时，循序渐进，从最基本的定义入手，逐步引入傅里叶变换、拉普拉斯变换等工具，让我对线性系统有了全新的认识。书中对于不同类型的线性系统，如集中参数系统和分布式参数系统，都有详尽的阐述，并且通过具体的例子来说明它们在实际中的应用。我特别喜欢书中关于系统稳定性和瞬态响应的分析，这对于理解和预测系统的行为至关重要。而且，作者在讲解过程中，非常注重数学推导的严谨性，但又不失工程的实用性，将理论与实践紧密结合。比如，在介绍阻尼比和固有频率时，书中就通过不同阻尼状态下的响应曲线，直观地展示了它们对系统行为的影响。这本书的深度足够，让我能够深入理解线性系统的本质，同时又保持了一定的可读性，不会让人望而却步。对于想要深入理解信号处理、控制理论等领域底层逻辑的读者来说，这本书提供了一个绝佳的学习路径。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的太棒了！作为一个对机械动力学领域一直充满好奇，但又苦于找不到合适的入门读物的爱好者，我简直如同发现了宝藏。这本书的语言风格非常吸引人，不像很多教材那样枯燥乏味，而是带着一种探索的乐趣。作者在讲解每一个概念的时候，都会先从直观的物理现象出发，比如荡秋千、弹簧振子，然后层层递进，引入数学模型。这种方式让我感觉学习过程非常自然，一点也不生涩。而且，书中大量的插图和示意图更是起到了画龙点睛的作用，让那些抽象的公式和理论变得形象易懂。我尤其喜欢作者在讲解一些经典振动问题时，会引入一些历史背景或者实际工程中的应用案例，这不仅增加了知识的趣味性，也让我对这些理论有了更深刻的理解。比如，在介绍共振现象时，书中就引用了塔科马大桥垮塌的例子，让我深刻认识到振动控制的重要性。这本书的排版也非常舒服，字体大小适中，段落分明，即使是长时间阅读也不会感到疲劳。我常常会因为书中某个精彩的论述而停下来反复思考，甚至会拿出纸笔跟着作者一起推导。总而言之，这本书为我打开了理解机械振动学的大门，让我对这个看似复杂的学科产生了浓厚的兴趣，迫不及待地想继续深入探索下去。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在自动化领域摸爬滚打多年的工程师，我对机械振动学的理解一直停留在比较浅显的层面，很多时候遇到问题只能依赖经验。读了这本《机械振动学(线性系统 修订版)》之后，我感觉自己像是被打通了任督二脉。书中的内容非常贴合实际工程需求，对于各种常见的机械振动模式，如简谐振动、衰减振动、强迫振动等，都进行了非常详尽的分析。我尤其欣赏书中关于振动隔离和减振设计的章节，为我解决实际工作中遇到的设备噪声和振动问题提供了切实可行的方案。书中提供的各种计算方法和工程实例，让我能够将学到的理论知识直接应用到工作中。而且，作者在讲解受迫振动时，引入了非常实用的概念，比如频率响应函数和传递函数，这些工具对于分析系统的动态特性和优化设计至关重要。我记得有一次，我们实验室的某个精密仪器出现了异常的共振现象，我当时查阅了很多资料都没有找到有效的解决方案，后来在这本书里找到了类似的案例分析，并从中获得了灵感，最终成功解决了问题。这本书真的让我感觉学以致用，受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，学习一门学科的关键在于能否建立起清晰的知识框架，而这本书恰恰在这方面做得非常出色。作者通过系统性的梳理，将机械振动学的知识点组织得井井有条，从最基本的振动概念，到复杂的振动分析方法，层层递进，逻辑清晰。书中对于不同类型的振动系统，如单自由度、多自由度系统，都有详细的介绍和分析。我特别喜欢书中在讲解能量法和虚功原理时，所采用的严谨而直观的阐述方式，这让我对能量守恒在振动分析中的应用有了更深刻的理解。而且，这本书在数学工具的应用上也做得非常好，各种微分方程的求解方法，以及矩阵运算在多自由度系统分析中的应用，都讲解得非常到位。我印象最深刻的是书中关于模态分析的部分，它不仅解释了模态的物理意义，还介绍了如何通过实验和数值方法来获取模态参数，这对于理解和预测结构的动力学行为至关重要。这本书的结构化设计，让我在学习过程中能够迅速抓住重点，并且能够构建起完整的知识体系。对于想要系统学习机械振动学，并将其应用于工程实践的读者来说，这本书绝对是首选。

评分☆☆☆☆☆

我是在一次偶然的机会下接触到这本《机械振动学(线性系统 修订版)》的，当时正为一项涉及机械设备动态响应的课题而苦恼，需要快速掌握相关的理论知识。这本书的内容深度和广度都恰到好处，既有扎实的理论基础，又不乏对实际工程问题的深入剖析。书中对线性振动系统的各种分析方法，如自由振动、受迫振动、阻尼振动等，讲解得十分透彻，并且提供了丰富的例题和习题，能够帮助读者巩固所学知识。我特别欣赏书中在推导过程中，对每一步的逻辑和物理意义都进行了详细的解释，避免了“知其然不知其所以然”的困境。对于那些需要进行复杂系统建模和分析的研究人员来说，这本书无疑是必备的参考书。我尤其对书中关于系统参数辨识和模型修正的部分印象深刻，这对于解决实际工程中的不确定性和误差问题提供了非常有价值的思路。而且，书中还讨论了一些高级话题，如模态分析和频率响应分析，为进一步学习更复杂的非线性振动系统打下了坚实的基础。总而言之，这本书的专业性和实用性都非常高，对于机械工程、航空航天、土木工程等相关领域的专业人士来说，是一本不可多得的优秀教材。

评分☆☆☆☆☆

以前买过一本毕业的时候送人了，现在需要用又买了一本，内容比较基础，算是入门级别的。从京东自营购物主要看重两点，一是商品品质，二是自营的物流体系。上班特别忙，特意选择周末送货上门真的很方便。但是这次真的很失望。一次性买了七八本书，以前都是纸箱包装，这次只有一个塑料袋，外表有些破损，里面的书特别脏。书有严重折皱，不知道是发货前就是这样还是物流过程中造成的。以后买书还是dangdang吧，起码包装好很多，不会担心书会受到损伤？

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