工程振动分析与控制基础

前言

第1章绪论1

11振动的基本概念1

12工程中的振动问题2

13振动分析方法7

14振动控制方法8

上篇工程振动分析方法

第2章机械阻抗法10

21引言10

22机械阻抗的定义11

23基本元件的机械阻抗12

24系统的机械阻抗13

25系统的稳态响应14

第3章频响函数法18

31引言18

32单自由度系统的频响函数分析18

321黏性阻尼情形18

322结构阻尼情形21

33多自由度系统的频响函数分析23

331约束系统24

332自由系统25

34多自由度系统的稳态响应26

第4章模态分析法28

41引言28

42多自由度系统的实模态分析28

421无阻尼情形28

422经典阻尼情形30

423实模态频响函数矩阵31

43多自由度系统的复模态分析35

44一维弹性体的模态分析37

441纵向振动杆的模态分析37

442横向振动梁的模态分析41

45动态特征灵敏度分析44

451一阶特征值灵敏度45

452一阶特征向量灵敏度45

46试验模态分析47

461分类47

462技术流程49

463工程应用51

第5章传递矩阵法63

51引言63

52状态向量63

53基本单元的传递矩阵64

54系统的固有振动分析68

541系统的传递矩阵方程68

542离散系统的固有振动分析68

543扭转振动轴系的固有振动分析70

544弯曲振动梁的固有振动分析71

55系统的稳态响应72

第6章有限元法75

61引言75

62假设模态法75

63一维弹性体振动的有限元分析77

631网格划分77

632杆单元的质量阵和刚度阵78

633梁单元的质量阵和刚度阵79

634单元集成与稳态响应求解80

64常用有限元分析软件94下篇工程振动控制技术

第7章隔振技术100

71引言100

72隔振原理100

721积极隔振100

722消极隔振101

73隔振特性102

74基础阻抗对隔振效果的影响103

75隔振器106

751钢弹簧隔振器106

752橡胶隔振器107

753橡胶空气弹簧107

754钢丝绳隔振器109

755金属橡胶隔振器109

76隔振系统111

761单级隔振系统111

762双级隔振系统111

763浮筏隔振系统113

77应用与研究进展114

771航天器隔振114

772舰船隔振120

78工程应用实例121

781纳米光刻机平台超低频隔振121

782光学遥感卫星微振动隔离123

783机载光电吊舱隔振124

784海洋平台隔振125

第8章动力吸振技术127

81引言127

82无阻尼动力吸振器128

821基本原理128

822设计要点128

83有阻尼动力吸振器129

831基本原理129

832设计要点130

84应用与研究进展131

841被动式动力吸振技术131

842主动式动力吸振技术134

85工程应用实例137

851多跨转子轴系临界振动控制137

852轻型客车动力总成振动控制139

853卫星飞轮振动控制139

854硬岩掘进机推进系统振动控制141

第9章黏弹阻尼技术144

91引言144

92材料的阻尼耗能机理145

93黏弹材料146

931概述146

932使用方法146

933附加阻尼结构/阻尼器146

94应用与研究进展149

941直升机旋翼摆振阻尼器149

942车辆与飞机的阻尼减振151

943主动约束层阻尼技术157

944阻尼合金158

95工程应用实例162

95116m立式车床的振动控制162

952飞机发动机叶片的振动控制162

953机床床身摇摆振动控制163

第10章颗粒阻尼技术165

101引言165

102冲击阻尼技术165

103颗粒阻尼技术167

1031概述167

1032颗粒阻尼器167

1033非阻塞性颗粒阻尼技术168

1034颗粒阻尼减振机理与特性169

104应用与研究进展170

1041航天工程领域170

1042其他工程领域174

1043理论分析方法176

105工程应用实例181

1051全自动捆钞机的振动控制181

1052卫星低温结构冷级面板的振动

控制183

1053船用压缩机组机架振动控制184

第11章振动主动控制技术189

111引言189

112基本概念与技术原理189

113应用与研究进展190

1131主动振动控制190

1132半主动振动控制193

114机敏材料195

1141压电材料195

1142磁致伸缩材料198

1143形状记忆合金200

1144电流变流体203

1145磁流变流体204

1146磁流变弹性体206

115工程应用实例208

1151快走丝线切割机电极丝的振动主动控制208

1152滚筒洗衣机的半主动振动

控制209

1153铣床托盘式夹具系统的振动

主动控制212

1154基于视觉反馈的光学P&T转台的超低频振动主动控制213

1155齿轮箱的振动主动控制215

1156卫星激光通信望远镜机敏复合

平台设计217

参考文献220

本书可帮助读者快速掌握一定的工程振动基本理论,同时通过工程实例使读者提升解决工程实际问题的能力,以适应振动工程领域飞速发展的需要。全书共分11章,由绪论和上、下两篇组成,其中上篇简明地介绍了工程振动分析的五种实用而有效的方法;下篇系统地阐述了目前工程振动控制领域的五种主流的控制技术,同时介绍了工程振动控制领域当前的应用与研究进展及工程应用实例。全书适时地引入了国内外前沿的研究成果,力求将近年来航天、航空、海洋、机械、车辆以及桥梁与建筑工程等领域中涌现出来的新技术、新概念、新装置和新材料介绍给读者。全书突出“淡化枯燥理论、突出工程实用”的特色,论述简明精练,内容丰富、图文并茂,理论与实际紧密结合,实用性强。特别地,本书以二维码的形式引入“思政拓展”和“科普之窗”模块,讲述科学泰斗和大国工匠的感人故事,再现科技发展的伟大成就,培养爱国、创新、求实和奉献精神,树立科技自立自强意识,助力培养德才兼备的高层次领军人才。

本书适合于高等院校工科专业研究生或高年级本科生与振动相关的课程使用,也可供工程领域从事产品研发和结构设计的技术人员参考。