《結(jié)構(gòu)振動與控制的理論及應用》是土木工程與測繪專業(yè)的一部教材，以結(jié)構(gòu)振動與控制課程的知識體系為框架，結(jié)合筆者在美國訪學期間教授《Linear Vibration》和《Analytical Methods in Vibration》課程的研究成果以及筆者多年來在振動領域發(fā)表的學術論文為基礎而編寫。教材涵蓋了單自由度系統(tǒng)振動、分析動力學建模、多自由系統(tǒng)振動、復模態(tài)分析、連續(xù)體振動 、振動分析近似方法、現(xiàn)代振動控制方法、現(xiàn)代振動研究專題等內(nèi)容。 價值和意義： 1. 使學生在了解結(jié)構(gòu)振動與控制理論框架基礎上，能夠掌握結(jié)構(gòu)振動的基本理論和分析、計算方法，并能初步應用理論研究解決工程中的各種振動問題。 2. 使學生了解結(jié)構(gòu)振動發(fā)展的新趨勢及其面臨的挑戰(zhàn)，同時為學習其他專業(yè)課打下基礎。 3. 將填補現(xiàn)有國內(nèi)振動與控制類課程的知識體系空白，建立和世界接軌的完善振動與控制課程知識體系。 4. 建立網(wǎng)絡平行參考工程實踐庫，使學生能夠更好的將理論與實際相結(jié)合。 使用對象： 土木工程、機械工程、力學碩士研究生或者力學專業(yè)本科高年級學生。
趙翔，西南石油大學副教授,從事梁結(jié)構(gòu)的多物理場振動理論和應用研究。主持國家自然科學基金2項。在國內(nèi)外學術期刊發(fā)表論文28篇，SCI檢索20篇，EI檢索3篇，教改論文2篇。朱偉東，美國馬里蘭大學教授，研究方向結(jié)構(gòu)振動與控制。朱一林，西南石油大學副研究員，新加坡國立大學博士后，研究方向固體力學。李映輝，西南交通大學教授，博導，主要研究結(jié)構(gòu)振動與控制。王琦、孟詩瑤均為西南石油大學土木工程專業(yè)碩士研究生。
目錄
第1章緒論(1)
11概述(1)
12經(jīng)典的工程振動問題(1)
13振動的分類(4)
131按振動系統(tǒng)的自由度數(shù)目劃分(4)
132按數(shù)學描述振動的微分方程的形式劃分(4)
133按激勵的有無和性質(zhì)劃分(5)
14振動問題研究的步驟(5)
141使用數(shù)學工具解決振動問題的步驟(5)
142使用有限元分析研究的步驟(6)
143使用實驗手段解決振動問題的步驟(7)
144使用機器學習、人工智能、大數(shù)據(jù)等最新手段解決振動問題的步驟
(7)
15章節(jié)簡介(8)
第2章單自由度系統(tǒng)的振動(9)
21單自由度系統(tǒng)的自由振動(9)
211無阻尼自由振動(9)
212無阻尼自由振動固有頻率的確定(10)
213有阻尼自由振動(12)
22單自由度系統(tǒng)的強迫振動(17)
221簡諧激勵下的強迫振動(18)
222任意周期激勵下的強迫振動(22)
223任意激勵下的強迫振動(25)
224基礎(支承)運動引起的強迫振動(32)
第3章分析動力學(36)
31約束與廣義坐標(36)
311約束的概念(36)
312約束力(37)
313自由度(37)
314廣義坐標(38)
32虛功原理(39)
321虛位移與實位移(39)
322虛功和理想約束(40)
323虛功原理(41)
33達朗貝爾原理(42)
34哈密頓原理(44)
35拉格朗日方程(47)
第4章多自由度系統(tǒng)的振動(58)
41多自由度系統(tǒng)的動力學方程(58)
42多自由度系統(tǒng)的自由振動(59)
421無阻尼系統(tǒng)的自由振動(59)
422主振型的正交性(61)
423振型矩陣和正則振型矩陣(62)
424主坐標和正則坐標 (63)
425振型疊加法(63)
426特征方程的零根(63)
43多自由度系統(tǒng)的強迫振動(65)
431無阻尼系統(tǒng)的強迫振動(65)
432有阻尼系統(tǒng)的強迫振動(66)
第5章復模態(tài)分析(75)
51復模態(tài)理論(75)
511對稱阻尼矩陣(75)
512復振型(76)
513解耦變化(77)
52復模態(tài)響應分析(85)
521穩(wěn)態(tài)諧波響應(85)
522非結(jié)構(gòu)阻尼系統(tǒng)的頻率響應函數(shù)矩陣(88)
第6章連續(xù)體系統(tǒng)的振動(93)
61弦和桿的振動(93)
611弦的橫向振動(93)
612桿的縱向振動(98)
613軸的扭轉(zhuǎn)振動(100)
62梁的橫向振動(102)
621歐拉-伯努利梁的橫向振動微分方程(103)
622邊界條件和初始條件(104)
623哈密頓變分原理建模(104)
624固有頻率和振型函數(shù)(105)
625主振型的正交性(109)
626梁橫向振動的強迫響應(110)
627軸向荷載對梁彎曲振動的影響(114)
63特征值問題(115)
631邊值問題(115)
632特征值問題的一般公式(116)
64連續(xù)系統(tǒng)的無阻尼響應(120)
641連續(xù)系統(tǒng)無阻尼的特征值問題(120)
第7章振動分析的近似方法(127)
71假設振型法(127)
72伽遼金法(130)
73配置法(132)
74瑞利法(133)
75自伴隨連續(xù)系統(tǒng)(136)
76Kank商(138)
第8章現(xiàn)代振動控制方法(145)
81現(xiàn)代控制理論(145)
811動態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學描述(145)
812動態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性(146)
813線性定常系統(tǒng)的能控性(148)
814線性定常系統(tǒng)的能觀性(148)
815線性系統(tǒng)能控性與能觀性的對偶關系(149)
82主動控制(149)
821主動控制的原理(149)
822主動控制的實現(xiàn)裝置(150)
823主動控制的算法(152)
83被動控制(162)
831隔振(162)
832吸振(164)
84智能控制(166)
841模糊邏輯控制(166)
842神經(jīng)網(wǎng)絡控制(170)
843簡單遺傳算法控制(174)
844智能控制算法的組合應用(177)
845智能控制系統(tǒng)展望(178)
第9章現(xiàn)代振動研究專題(180)
91基于格林函數(shù)的動力響應(180)
911控制方程(180)
912穩(wěn)態(tài)動力學問題的格林函數(shù)(181)
913常數(shù)的確定(183)
914數(shù)值結(jié)果與討論(184)
92裂紋梁的動力響應(187)
921具有阻尼效應的歐拉-伯努利梁的格林函數(shù)(187)
922梁裂紋截面的局部剛度模型(188)
923單裂紋梁的格林函數(shù)(189)
924多裂紋梁的格林函數(shù)(190)
925數(shù)值結(jié)果與討論(195)
93熱彈性耦合的動力響應(199)
931Timoshenko梁熱彈性耦合振動的控制方程(199)
932熱傳導方程的穩(wěn)態(tài)格林函數(shù)(201)
933振動方程的穩(wěn)態(tài)格林函數(shù)(203)
934熱彈性耦合振動系統(tǒng)的解耦(204)
935Timoshenko梁熱彈性耦合振動的解析解(205)
936數(shù)值結(jié)果與討論(206)
94能量俘獲的動力響應(215)
941懸臂單變形壓電能量采集器的Timoshenko梁模型(215)
942穩(wěn)態(tài)機電Timoshenko梁模型(218)
943穩(wěn)態(tài)機電Timoshenko梁模型的閉式解析解(219)
944具體案例研究：諧波基礎激勵(223)
945數(shù)值結(jié)果與分析(224)
附錄A單位階躍函數(shù)和單位脈沖函數(shù)(228)
A1單位階躍函數(shù)(228)
A2單位脈沖函數(shù)(228)
附錄B傅里葉級數(shù)(230)
附錄C傅里葉變換(231)
附錄D拉普拉斯變換(233)
參考文獻(236)
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