（师汉民）机械振动系统_上
（师汉民）机械振动系统_上,优秀研究生教程内容简介本书讲述现代振动工程中有关振动系统的分析测试建模与对策方面的基础理论、基本知识以及常用的方法和技巧。全书分上下两册,上册(基础篇)包括单自由度与多自由度系统振动的基础知识随机激励下的振动振动系统的测试辨识与建模振动的抑制与利用;下册(深化篇)包括分析动力学基础,多自由度系统振动分析的常用方法连续系统与非线性系统的振动,工程中的自激振动以及振动问题分析求解的计算方法本书注意联系工程实际,可作为机械类专业硕士研究生教材;其中上册也可作为本科生教材使用。此外,本书还可供工程技术人员参考AbstractThe fundamental theory, basic knowledge and the methodsand techniques most in use for analysing, measuring, testingmodeling and controlling vibration systems in modern vibrationengineering are discussed in this book. The book is devided intotwo volumes. the first volume(fundamental one) consists of ba-sic knowledge about the vibration of single-or multidegree-offreedom systems, vibration induced by random excitation, vibration measuring, testing, identifying and modeling, vibration suppression and vibration application, the second volume (deepen-ing one) is devoted to elements of analytical dynamics, the methods in common use for analysing vibration in multi-degree-of-freedom systems, vibration of continuous and non-linear systems, self-excited vibration in engineering and computation techniques for vibration problem solvingPaying attention to integrating theory with engineeringpractice the book may be used by the Master degree students inhe disciplines related to mechanical engineering as well as thefirst volume of the book can be used by the undergraduates as atextbook. Besides, the book can be used also by engineers or researchers as a reference book.“研究生用书”总序研究生教材建设是提高研究生教学质量的重要环节,是具有战略性的基本建设。各门课程必须有高质量的教材,才能使学生通过学习掌握各门学科的坚实的基础理论和系统的专门知识,为从事科学研究工作或独立担负专门技术工作打下良好的基础我校各专业自1978年招收研究生以来,组织了一批学术水平较高,教学经验丰富的教师,先后编写了公共课、学位课所需的多种教材和教学用书。有的教材和教学用书已正式出版发行,更多则采用讲义的形式还年印发。这些讲义经过任课教师多年教学实践,不断修改、补充、完善,已达到出书的要求。因此,我校决定出版“研究生用书”,以满足本校各专业研究生教学需要,并与校外单位交流,征求有关专家学者和读者的意见,以促进我校研究生教材建设工作,提高教学质量。“研究生用书”以公共课和若干门学位课教材为主还有教学参考书和学术专著,涉及的面较广,数量较多,准备在今后数年内分批出版。编写“研究生用书”总的要求是从研究生的教学需要出发,根据各门课程在教学过程中的地位和作用,在内容上求新、求深、求精,每本教材均应包括本门课程的基本内容,使学生能掌握必需的基础理论和专门知识;学位课教材还应接触该学科的发展前沿,反映国内外的最新研究成果,以适应目前科学技术知识更新很快的形势;学术专著则应充分反映作者的科研硕果和学术水平,阐述自己的学术见解。在结构和阐述方法上,应条理清楚,论证严谨,文字简炼,符合人们的认识规律。总之,要力求使“研究生用书”具有科学性、系统性和先进性。我们的主观愿望虽然希望“研究生用书”的质量尽可能高一些,但由于研究生的培养工作为时尚短,水平和经验都不够,其中缺点、错误在所难免,尚望校内外专家学者及读者不吝指教,我们将非常感谢。华中理工大学研究生院院长黄树槐1989.11本书是为华中狸工大学顾士研究生的学位课程“机械扳动所编写的教材。此课裎旨在鄣助研究生掌握机械振动的基础理论、基本测试、建模技能与分析计算方法,培养他们对机械系统和工程结构进行振动分析与控制、有效地处理机械工程中各种振动问题的能力为实現上述目的,本书力图在“少而精”的前提下覆盖机械工程类的碩士研究生在他们未来的工作中为处狸种种动态分析与振动控制问题,可能需要的基础理论、基本知识以及常用的方法和技巧。我们试图突破现有机械振动方面的书藉或教材的一般体系,而将现代振动工程中有关振动系统的分析、测试、建樸与对策方面的知识组织成为一个有机的整体,供研究生学位课程教学之用。本书以机械类工科专业本科的课程(理论力学、材杵力学、高等数学和工程数学)作为起点,在取材与编排上有以下特点:突出联系工程实际的观点,在遵循振动学科的基本体系、讲清振动科学的基础理论的同时,注意阐述有类理论、知识和方法的工程背景与实际意义;注意反映由于电子计算机在振动分析中的广泛深入的应用而发展起来的一些新的方法与技巧在适应于教材的容蚤与深度的范围内,本书还介绍了作者近年来在金属切削机床自激振动的非线性理论及其在缀监控技术方面的主要研究成果,作为工程实际中的动问题的分析与处理之例全书分上下两册,上册(基础篇)包抬单自由度与多自由度系统振动的基础知识,随机激励下的扳动,振动系统的测试、铧识与建模,振动的抑制与振动的利用;下册〔深化篇)包括分析力学基础,多自由度系统振动分祈的常用方法,连续系統与非线性系统的振动,工程中的自激振动以及振动问题分析求解的计算方法在叙述方法上我们尽力注意突出重点,讲清难点,分清层次,以利教学!特别是注意以启发诱导的方式,激发研究生的学习兴趣,引导他们去钻砑与理解。在每幸之末灼附有若干思考题》,这些思考題“貌似简单”,其实并不容易,它们有助于都助学习者澄清模糊概念,并激发学习兴趣。在书末附有各章思考题的答案,但我们希望读者在经过认真思考以后,再去查阅答案。各幸之后还附有若干习题,供读者选作。按照我们的教学经验,如果讲授得法,而且研究生们能努力学习,积极配合,那么80学时已足够讲授本书的基本内容,课内外学时之比约为1:2。如果研究生们在本科期间已修有关振动方面的课程,则可略去第一篇,而由第二篇开始讲授,大约40~60学时已能讲完。本书第一篇(笫一至笫七章)还可作为机械类专业大学本科生的必修戌选修课教材,约需40~60个课堂学时。本书除作为教材之外,还可供从亨机搋产品与机械设备的振动测试、分析、押制或利用等方面工作的广大工程技术人员作为技术参考书。谌刚与吴雅参与了这门课程的教学实践与大纲制订,并分别捉供了第三、四、六、七、九幸与第一、二章的初搞,全书由师汉民编写与修改、定稿。谌刚与吴雅负贡盤理、校核全书的文字、公式与插图。伍良生校阅了部分章节,并提出了宝贵建议。周辉、张保国与刘国祥为塔写书稿付出了辛的劳动。杨叔子教授对于这门课程的开设与教材编写给与了热情的支2·持和关怀。枉润生为本课程的实验开设作出了贡献。邓星钟、卢文祥等同志郗为此課程教学活动的正常进行付出了劳动。限于编者的水平,书中定有许多不恰当甚至错误之处,切望读者批评指正。编者1990年11月28日3目录绪论(1)第一篇基础篇●·鲁鲁命◆·鲁●第一章单自由度线性系统的自由振动…(9)§1.1振动系统的简化及其模型……………………(91.2单自由度线性系统的运动微分方程…(22)§1.3无阻尼系统的自由振动……………………(27)§1.4有阻尼系统的自由振动………………6(42)第二章单白由度线性系统的强迫振动………………(56)s2.1谐波激励下的强迫振动………………………(56)S22周期激励下的强迫振动, Fourier级数法……(74)S2.3非周期激励下的强迫振动, Fourier变换法(85)s24非周期激励下的强迫振动脉冲响应函数法…(92)§25冲击与系统的冲击响应…(104)第三章两自由度系统的振动…(113)§31两自由度振动系统的运动微分方程…………(113S3.2无阻尼系统的自由振动,自然模态………………(116§3.3坐标变换与坐标耦合………………(123)§34自然坐标……………………………………(126)§3.5拍击现象…(129)§36两自由度系统在谐波激励下的强追振动…自备口▲▲自自鲁晶自目●(133)第四章多自由度系统振动的基本知识…………………(142)§4.1广义坐标(143)§4.2线性系统的运动方程及其矩阵表达式………………(144§43线性变换与坐标棵合(152)§4.4无阻尼自由振动特征值向题…(154)§45模态向量的正交性与展开定理160)4.6系统对初始激励的响应…(165)s47影响系数,系统机械能与互易定理……………………·(169§4.8系统矩阵、动力矩阵(176)§4.9有阻尼多自由度系统的自由振动…(179)s4.10多自由度系统的一般响应……………………(183)§4.11多自由度振动系统的几种特殊情况………………………(188)第五章随机激励下的振动…(205)§5.1引言●●鲁●幽L自。◆·申费●鼻……………·(205)§5.2随机过程的基本概念……………………………(207)§5.3线性系统对于平稳随机过程的响应(228)§5.4随机过程的联合性质………………………(236)§5.5多自由度系统对于随机激励的响应…………………(243)§5.6窄带随机过程分析………………………………(256)第六章振动系统的测试辨识与建模(271)S6.1振动测试传感器■血■●·自命鲁■■自着鲁自▲吾鲁DD命甲舀省聊即晕●聊鲁看看■■·■■(272)§6.2激振器……………………(283)§6.3振动测试系统命昏●看◆血鲁··。。●■●Da(286)§6.4模态参数识别…………………"(293)§6.5物理参数识别与修改…………………………………(305)第七章振动的抑制与利用(317)§7.1抑制振源…………………………………………(317)§7.2隔振………………………(331)§7.3减振…·(338)S7、4振动的主动控制…………………………(353)s7.5振动的利用…………………(358)思考题参考答案………………(368)2
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计算机辅助几何造型技术_莫蓉
计算机辅助几何造型技术，莫蓉等编写，各大高校相关专业推荐书目。21世纪高等院校教材计算机辅助几何造型技术莫蓉吴英常智勇编著学实撤社北京内容简介计算机辅助几何造型技术是复杂曲面设计射基本技术,它所依赖的数学基础是微分几何。4书较全面介绍了计算机辅助几何造型玻术的基础知识,包括:曲线曲面论的基本知识烊条曲线与曲面、贝齐尔曲线与曲画、B样条曲线与曲面均匀有理B样条(NRRS曲线与曲画曲线曲面求交算法线曲光顺等本书是面向高等学校非数学类专业的本科生教材如机械T程及泊动化航空宇航设计与制造等也叮供高等学校师生及有关工程技术人员自学参考图书在版编目C)费据计算机辅助几何造犁技术莫蓉,昊英,常勇编著.一北京:科学出版社,2004.2(2世纪高等院校教材IsBN7030119266·计…Ⅱ.①奠…型吳…③常…Ⅲ.计箅机雜助设计Ⅳ.TP391.72中国版本图书馆CIP数据核字(20)第072140号责任編辋:钟谊段博原/文棄編軿:璐贾瑞娜仼校对:朱光光!贲任印制;安春生/封面设计:陈敬學桌訟出版北京乐域城恨北街6号邮哎:l0?17hitP/www.sciencep.com肀剩厂印刷科学击版社发行各地新华书经销2004乍2月第版开4:B5(720×100〕24年2月第次印印张:103印堂:12500字最20000定价:18.00元〔如有印装质量问题,我社负责调换〈新欣前&计箅机辅助几何造型技术》是计算机辅助设计与计算机辋助制造的基础课程,在机被、航空、航夭、船舶、汽车、家电制造等行业均有广泛的用途。计算机铺助几何造型技术是用数学理论描述自由曲线和出面的一种有效方法,它是计算机设计复杂曲面的算法基础,也是三维数字化技术的基础之一。目前國内、国际流行的著名大型 CAD CAM集成软件都使用了先进的几何造型曲面方法。本书主耍内容分为7章。第-章介绍曲线曲面论的基本知识,读者可以从中了解矢量代数基础,曲线曲面的基础,直纹面和可展曲面。第二章重点讲述样条龉线与ns曲面,包括三次样条函数、参数样条曲线、 rergusoll曲线和孔斯曲面,并且給出应用例子第三章讲述最常用的贝齐尔曲线与曲面,主要包括:贝齐尔曲线的定义与性质、贝齐尔曲线的儿何作图泫、贝齐尔曲线的合成、贝齐尔曲线的升阶和降阶、贝齐尔曲愿、贝齐尔曲面的合战、贝齐尔曲线曲的应用。第四章讲述B样条曲线和曲面基础,包括B样条曲线的定义与性质、三次均匀B样条曲线、三次均匀B祥条曲线的插值、双三次B样条曲面B样条曲面的应用。第五章讲述非均勻有理B样条由线与出面,介經非均匀B样条曲线与曲面的定义、性质和配套技术。笫六章介终由面求交的常用算法,包括曲面求交的分类与基本方法,分割算法、迭代法、追踪法。第七章介绍曲线面光顺,包括曲线出面光为的基本概念、曲线光顺方法和曲酉光顺方法,主要是各种算法的原理和步骤。每一章均附有习题可供读者练习时使用。作为非数学类本科生教材,本书省略了大量的数学推导和证明,考患到目前曲线和曲面技术的广泛应用,以讲解基木理论和基本概念为主,希望学生在使用本教树后,熊够对计算机辅助几何造型技术有一个较为深入地了解,对当前流行的CAD软件中曲线曲面造型的功能不仅知其然而豆知其所以然。《计算机助几何造型技术》课程学时约为5~颀0学时,其中有“*"的章节可作为选修内容本书由莫蓉三編兵中第一章、第二章、第四章由吴英编写,第三章由莫蓉编写,第五章、第六章、第十章常智男编写本书承蒙孙文焕教授主审,孙教投在审阅过程中为本节提出了许多宝贵意见;另外本教村能得以较快正式出版与科学出版社及西北工业大学教务处、数材科的大力支持是分不开的:在此一并向他们表示衷心的感谢。由于作者水平有限,书中的错误不妥之处在所难免,敬请读者不吝指正,作者将不陛慼激编者2004年1月目录前言第一章曲线曲面的基本知识…1.1矢量代数基硝1.1.1矢量b·■平q『即■甲曾即·甲曾■血中■『自■qq『·中鲁暂_普·自中·番平血·1.1,2直线的矢量方程■·冒■卜T■■p口q1.⊥3平面的矢量方程d口■■■直■■■■啁■幽1.2曲线论I2.1曲线的矢量力程和参数方41.2.2矢函数的导矢及其应用山41.3曲线的自然参数方程1.3,1自然参数方程………1.3,2出线论的基本公式………1.4率和挠率14.田率■■L晶■■142挠率…………141.5曲面………1.5,1曲面矢量方程和参数方程1.5.2曲画上的曲线及其切矢和曲面上法矢181.5.3曲面的等距面方程…中■■血■血■2016直纹面和可展曲面…………21b.1直纹面冒曾■12162可展曲网「-·F·-r4-幽4"ts.Hv:P44423习题血日t·自日q·1日甲·4日4·4A4·h由44■·鄂h·〓"=即·甲画24第二章样条曲线与Cons曲面…日血平亠·甲甲■■甲『4量晋P1■■山……·251基本概念■■■山山■252.t.1插值与通近……■中■■b■…………2522多项式基…2522三次样条函数及其力学背景……………………………262.3三次样条函数272.3.1定义……………………………………………………2723.2用型值点处的一阶导数表示插值三次样条曲线——m关系式272.3.3用型值点处的阶导数表示播值三次样条曲线M关系式23.4求解插值三次样条曲线的步骤235三次样条曲线局限性■■會會會■冒鲁鲁■個■口鲁■■…3524参数样条曲线噜■甲擊■擊甲P普甲冒241参数样条曲线24.2累加弦长参数样条解决“大挠度”的问题d“卜Bd血卜‘申372.4.3端点条件的换算■bψψ司ψ1ψ甲自■嚼■■■卡■普■■■↓4普昌b■4▲▲山▲244参数样条曲线的计算步骤…………■看hhd_4晶hd画鼻号·t甲平Pqv冒ppP冒q4ppb■自4392.5 fergus∞n曲线T"會會■會■血■會『血■『■甲m甲···日日日4·日日··日·血‘争甲甲甲日P蚤平号B蚤■425.1 Fergus参数曲线表达形式2.5.2 Ferguson曲线妄的拼接甲甲甲即日4-郾412.6Cxns曲面r會鲁■■個幽■幽『■■■4看■■■■↓卜■■■阝}画4226.1曲面表示法与记号……………432.6.2具有给定边界的 Coons曲面……4426.3真有给定边界和跨昇切矢的Cs曲面片…4864具有给定边其跨界切矢、跨界快率的Cxm曲面…50265双二次CUns曲面2.7三种定义曲面的基本方法532.7.l笛卡儿乘积法……幽血■■■■■L画晶』晶532.7.2母线法…5327.3布尔和法……………54习题甲甲q■上鲁■凸“■■■聊啁第三章贝齐尔曲縱与曲面…563.1贝齐尔曲线的定义与性质…备备+■■■■■■血幽■幽即聊聊↓着着昌昌晶……·56311贝齐尔曲线的定义暑■■1『h■D·■p血56312贝齐尔曲线的几何性质583.2贝齐尔曲线的几何作图法T冒■■■■■■623.2,1贝齐尔曲线的几何作图法322厌齐尔曲线的递归分割算法…633.3贝齐尔线的合成……··+--71.44即q443.31连线条件号拼接曲线的光滑度33.2贝齐尔曲线的合成及连续条件……65贝齐水曲线拼接的应用举例673,1贝齐尔曲线的升阶与降阶■bd幽■■号甲q■db4.贝齐尔曲线的不足…6834.2齐尔曲线的升阶与降阶……………!"683.5贝齐尔面■d■■■b■■■■國■703.5.1双三次贝齐尔曲面…·…s……"…s""!"703.5.2贝齐尔曲面的性质7236贝齐尔曲面的合成…LvP■平73361位置连续…甲日4日·即·日4···日4·日·日4··4‘P···日‘·‘·即47336.2界斜率连续………743.6.3只齐尔曲线曲应用………T6习题■甲P甲q77第四章B样条曲线和曲面■『T?冒■■冒■··『『+ TPTPTYP1■794.1B样条基函数的递推定义及其性质…794.1.1B样条基的递推定义4.1.2B样条基的推导过程804.13B样条基的性质4.2H样条曲线…■■矗画凸d………"…"…………834.2.1B样条曲线的定义…,……4.2.2B样条曲线性质………………844.2.3B样条曲线的分类p+·4-rb-T·"·"hr·血·÷4*"4t844.3均匀B样条曲线…r甲『■4■■■I·中·日+·口4日日■44卜A亠854.3.1三次均匀B样条画线表达形式…854.3,2二三次均每B样条曲线的几何性质…874.33特征顶点对曲线形状的影响4.3.4三次均匀B咩条曲线的算法…………………94.3,5二次均匀B样条曲线上qP■■kb山■■▲d“pp43.6三次参数曲线段的比较…924.4非均匀B样条曲线934.4.lB样条曲线的定义域……………934.2重节点对B样条基的影响44.3重节点对B样条由线的影响……954.5B样条曲面……T會會自■■■1_■■I■『■聊■;pp4.51双三次B样条出面片4.5.2双三次B样条曲面的方程…………………1014.53B样条曲面及其性质4.5,4三次均匀H样条曲面的算法…102习题甲■郾·■■■d■4■画甲b▲q"甲即·““4·画…………104第五章非均匀有理样条曲线与曲面·1065.1NRRS曲线的定义和性质……1075.1.]曲线方程的三种等价表示……1071.2NUR曲线三种去示方式的特点……5.1.3NJR曲线的儿何性质甲q4■4=q■唱司甲d■中即甲■■唱看■甲5.t4杈囚子对NRHS曲线形状的影响■郾■■■■dbdbd平qPFb【鲁5.1.5圆锥曲线泊表示■_曾甲晶_L■昌甲…………∷…………11252NURs曲面的定义和性质……5.2.1 NURBS曲面方程的三种表示方法■■·晶b晶郾d■山b■522NRHS曲面的性质………q;甲中}P■1175.2.3曲而权因子的几何意义冒TP口『■冒………117524常用曲面的NURB表示……鱼■中p口■■唱山■中52.5 NURES曲面的形状修收…………………………………………1205.3 NURBS曲线曲面的配套技术………………………1205.3.1 NURES曲线曲面求值、求导1甲■司司bb11205.32NRBS出线曲面拟合………125冒口』■■■……∵……132第六章曲面求交算法1336.1曲面求交的分类与基本方法国P■曾冒甲冒■■冒會■■罪■■■■■1336.1.1曲面求交的分类……………1336.12出面求交的基本力法………1336.2分割算法1356.2.1分割算法的本原理………1356.2.2分割算法的注意问题…1356.3迭代法…h■■m■■■·南Dp■d·13763,1迭代法的基本原理b甲。聊略甲4▲dL13763.2鑫数迭代法a日日·自甲『是4■普晋画■4■138633四参数迭代法4需意的间题…■■日■■■■平■『■TT曾■T■■■■……1406、4追踪法6.4.l追踪法基木过程…··日.甲·卜B山如如L当";a4-st上416.4.2 Lattice网格求交法…·"自■■■『■着■■■▲h■■■44←pp·4426.4.3迫踪法中的其他内容….…!143习题144第七章曲线曲面光顺1457.曲线曲面光顺的基本概念甲■■卩■1457.1}光顺的基木概念…■■↓■bdb|v甲甲nP■145?.1.2光顺性准划146
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