復閤材料結構振動與聲學 孟光,瞿葉高 9787118111965 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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孟光，瞿葉高 著

圖書標籤:

• 復閤材料
• 結構振動
• 聲學
• 工程
• 材料科學
• 機械工程
• 振動分析
• 聲學分析
• 孟光
• 瞿葉高

店鋪： 北京十翼圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118111965

商品編碼：27603569428

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-09-01

基本信息

書名:復閤材料結構振動與聲學

定價：148.00元

售價：114.0元,便宜34.0元,摺扣77

作者:孟光,瞿葉高

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2017-09-01

ISBN：9787118111965

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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復閤材料結構振動和聲學分析涉及的一個基本問題是結構理論模型的建立。概括地說，應用於復閤材料結構力學分析的理論有三維彈性理論和簡化理論兩類。三維彈性理論是理論，對於解決復閤材料深梁、厚闆和厚殼問題是必需的，但是同時，也使得問題分析變得復雜。簡化理論是在力學假設基礎上由三維彈性理論退化得來的，由於引入的力學假設不同，因此形成瞭各式各樣的結構理論。例如：在層閤梁方麵，有Euler-Bernoulli梁理論、Ray-leigh梁理論、Timoshenko-階剪切變形梁理論、高階剪切變形梁理論、鋸齒理論和分層理論等；在層閤闆方麵，有Kirchhoff薄闆理論，Reissner-Mindlin-階剪切變形闆理論、高階剪切變形闆理論、鋸齒理論和分層理論等；在層閤殼體方麵，有薄殼理論（包括Love、Donnell、Reissner、Novozhilov、Vlasov、Sanders和FIngge殼體理論等）、一階剪切變形殼體理論、高階剪切變形殼體理論、鋸齒理論和分層理論等。這些梁、闆和殼體理論研究成果分散於各類文獻中，研究者們對這些理論在復閤材料結構振動及聲學問題中的適用性尚未有明確的結論。《復閤材料結構振動與聲學》力圖采用廣義高階剪切鋸齒理論將各種簡化的層閤梁、闆及殼體理論統一起來，該理論中的位移場采用廣義位移分布形函數和鋸齒函數來描述層閤結構的變形特徵。通過調整或選擇不同的位移分布形函數和鋸齒函數，該理論可退化為目前廣泛應用的各種梁、闆及殼體理論。　　復閤材料結構振動和聲學分析涉及的一個基本問題是結構理論模型的建立。概括地說，應用於復閤材料結構力學分析的理論有三維彈性理論和簡化理論兩類。三維彈性理論是理論，對於解決復閤材料深梁、厚闆和厚殼問題是必需的，但是同時，也使得問題分析變得復雜。簡化理論是在力學假設基礎上由三維彈性理論退化得來的，由於引入的力學假設不同，因此形成瞭各式各樣的結構理論。例如：在層閤梁方麵，有Euler-Bernoulli梁理論、Ray-leigh梁理論、Timoshenko-階剪切變形梁理論、高階剪切變形梁理論、鋸齒理論和分層理論等；在層閤闆方麵，有Kirchhoff薄闆理論，Reissner-Mindlin-階剪切變形闆理論、高階剪切變形闆理論、鋸齒理論和分層理論等；在層閤殼體方麵，有薄殼理論（包括Love、Donnell、Reissner、Novozhilov、Vlasov、Sanders和FIngge殼體理論等）、一階剪切變形殼體理論、高階剪切變形殼體理論、鋸齒理論和分層理論等。這些梁、闆和殼體理論研究成果分散於各類文獻中，研究者們對這些理論在復閤材料結構振動及聲學問題中的適用性尚未有明確的結論。《復閤材料結構振動與聲學》力圖采用廣義高階剪切鋸齒理論將各種簡化的層閤梁、闆及殼體理論統一起來，該理論中的位移場采用廣義位移分布形函數和鋸齒函數來描述層閤結構的變形特徵。通過調整或選擇不同的位移分布形函數和鋸齒函數，該理論可退化為目前廣泛應用的各種梁、闆及殼體理論。
　　復閤材料結構振動和聲學研究中的另一個基本問題是尋求結構振動與聲學問題的解。由於結構材料、幾何形狀、邊界條件和載荷情況等的復雜性，能夠采用解析法來求解的復閤材料結構振動和聲學問題極為有限。解決工程實際問題的有效途徑是采用數值方法，其中結構振動方麵的數值方法以有限元法為主，而聲學方麵則以邊界元法為主。雖然有限元法在復閤材料結構分析方麵取得瞭巨大的成功，但還存在一些不足。例如，高階剪切變形理論是分析復閤材料梁、闆及殼體振動問題的一類非常有效的結構理論，但基於此類理論構造的有限元單元通常要求位移的一階導數在單元交界麵上滿足連續性條件，使得單元形函數的構造變得很睏難。《復閤材料結構振動與聲學》介紹瞭一種結構分區建模與分析方法，該方法采用分區變分法來放鬆子域分區界麵位移協調條件，取消瞭子域界麵位移協調關係對位移場變量的變分限製，使得子域位移展開函數的選取變得十分簡單，剋服瞭傳統有限元法中闆殼單元形函數不易構造的睏難。在復閤材料結構聲學方麵，《復閤材料結構振動與聲學》給齣瞭頻域和時域聲學譜邊界元法以及分區變分一譜邊界元混閤法，它們為流體中復閤材料結構聲學問題的研究提供瞭準確、有效的分析工具。
　　《復閤材料結構振動與聲學》的主要內容是在作者從事復閤材料結構振動與聲學研究的成果基礎上，經過加工、提煉而係統集成的。在內容安排上，《復閤材料結構振動與聲學》有三條主綫：一是結構理論主綫，介紹瞭復閤材料直梁、麯梁、闆和殼體的廣義高階剪切鋸齒理論和三維彈性理論；二是結構振動主綫，介紹瞭縴維增強復閤材料和功能梯度材料直梁、麯梁、矩形闆、圓闆、殼體和復雜組閤結構的分區變分建模與振動分析問題；三是結構聲學主綫，介紹瞭聲學譜邊界元法、分區變分一譜邊界元混閤法以及它們在復閤材料結構聲振耦閤問題和實際工程問題中的應用。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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揭秘看不見的波動：結構振動與聲學原理及其工程應用 振動與聲學，這兩個看似抽象的概念，實則深刻地影響著我們生活的方方麵麵，從宏偉的橋梁到精密的電子設備，從悅耳的音樂到惱人的噪音汙染，它們無處不在，是工程設計中不可忽視的關鍵要素。本書旨在深入剖析結構振動與聲學的基本原理，並重點探討其在各類工程領域中的廣泛而至關重要的應用。我們將係統地闡述物質的振動特性如何轉化為我們感知到的聲音，以及如何通過理解和控製這些現象來優化産品性能、提升安全性、改善居住環境。 第一部分：結構振動的物理基礎與動力學模型 本部分將為讀者構建一個堅實的理論框架，理解結構如何産生和傳播振動。我們將從最基礎的物理定律齣發，探討振動的根源——能量的傳遞與守恒。 單自由度係統的振動特性： 這是理解復雜振動係統的基石。我們將詳細講解彈簧-質量-阻尼係統的模型，分析其固有頻率、阻尼比以及受迫振動的響應。通過引入諧振的概念，解釋為何在特定頻率下係統會錶現齣極大的振幅，並探討阻尼在抑製振動中的作用。我們會通過生動的例子，例如簡單的機械擺、車輛懸掛係統，來形象地說明這些基本概念。 多自由度係統的振動分析： 現實世界中的結構遠非單自由度係統可比，它們擁有無數個可動的點和無窮多的運動方式。我們將介紹如何將復雜結構離散化為多自由度係統，並重點講解質量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣的構建。模態分析的概念將被深入闡述，包括模態振型和模態頻率的物理意義。理解模態有助於工程師診斷和解決結構振動問題，比如避免共振導緻的災難性破壞。我們將討論如何通過數值方法，如有限元方法（FEM），來求解多自由度係統的振動方程，並解讀計算結果。 連續係統的振動理論： 對於梁、闆、殼等連續體結構，其振動錶現齣無限多個自由度。本書將引入杆、梁、薄闆等典型結構的振動微分方程，並求解其邊界條件下的特解。我們將重點關注梁的彎麯振動，介紹不同邊界條件（如簡支、固定、自由）下梁的固有頻率和振型。此外，我們還將涉及軸嚮振動和扭轉振動，為理解更復雜的結構動力學行為奠定基礎。 非綫性振動與隨機振動： 實際工程中的許多結構在受到大振幅激勵時會錶現齣非綫性行為，例如材料的非綫性、幾何的非綫性等。我們將介紹非綫性振動的基本特徵，如跳躍現象、倍頻等，並探討分析非綫性振動的一些基本方法。同時，許多工程載荷並非簡單的周期性力，而是隨機變化的。我們將介紹隨機振動理論，包括功率譜密度、均方值等概念，並討論如何分析結構在隨機載荷下的響應，這對於評估橋梁在風載荷下、飛機在湍流中等情況下的安全性至關重要。 第二部分：聲學原理與聲波的傳播 振動是聲波産生的根源，理解聲波的産生、傳播與衰減是控製聲學現象的關鍵。 聲波的基本概念： 本部分將從聲源齣發，解釋聲波是如何由介質（如空氣、水、固體）的振動産生的。我們將定義聲壓、聲速、聲波的頻率、波長和幅度等基本物理量。聲波的傳播介質、均勻介質中的平麵波、球麵波傳播將是重點內容。 聲波的反射、摺射與衍射： 當聲波遇到障礙物或不同介質界麵時，會發生反射和摺射。我們將分析聲波在不同聲阻抗媒質界麵上的反射與透射係數，以及聲波傳播方嚮的變化。衍射現象，即聲波繞過障礙物的能力，對於理解聲音的傳播規律，尤其是在建築聲學和噪聲控製中具有重要意義。 聲波的吸收與衰減： 聲音在傳播過程中會受到介質的吸收以及由錶麵反射和散射造成的能量損失。我們將介紹聲吸收的機理，並重點討論各種吸聲材料的性能及其在聲學設計中的應用。此外，還將分析聲源、傳播路徑和接收者之間的距離對聲強的衰減影響。 聲場的描述與測量： 如何量化聲音的強度和特性是聲學研究的基礎。我們將介紹聲壓級、聲功率級、響度等常用聲學指標，並講解聲學測量儀器（如聲級計）的工作原理和使用方法。 第三部分：結構振動與聲學在工程中的應用 本部分是本書的核心，我們將把前兩部分建立的理論知識應用於具體的工程實踐，展示如何利用振動與聲學的原理來解決實際問題，優化設計，並創造更美好的環境。 機械結構的振動分析與故障診斷： 機械設備的振動是其工作狀態的重要標誌。我們將介紹如何通過振動測量來監測設備運行狀態，識彆異常振動模式，從而預測和診斷故障，避免意外停機和事故發生。例如，在鏇轉機械（如發動機、渦輪機）中，不平衡、不對中、軸承損壞等都會引起特定的振動特徵，通過振動分析可以提前發現這些問題。 汽車與航空航天領域的應用： 汽車的 NVH（Noise, Vibration, and Harshness）性能直接關係到乘客的舒適度和産品的市場競爭力。我們將探討如何通過優化結構設計、選擇閤適的材料、安裝隔音和減振材料來降低車身和座艙的振動與噪聲。在航空航天領域，結構的輕量化設計往往需要考慮強烈的振動載荷，如發動機推力、氣動載荷等，本書將探討如何通過動力學分析來保證飛行器的結構強度和穩定性，並減少艙內噪聲對飛行員和乘客的影響。 建築聲學與噪聲控製： 良好的建築聲學環境對於提高人們的生活質量至關重要。我們將深入探討隔聲、吸聲、隔振等技術在建築設計中的應用，例如如何通過牆體、門窗的設計來阻隔外界噪聲，如何通過吸聲材料來控製室內混響時間，如何通過減振構件來隔離設備産生的振動。城市噪聲汙染的治理也是重要議題，我們將討論如何通過規劃、聲屏障等措施來降低環境噪聲。 工程材料的振動與聲學特性： 材料的內在屬性對其振動與聲學行為有著決定性的影響。我們將介紹不同類型復閤材料（如縴維增強聚閤物、夾層結構）的振動特性，以及它們在聲學領域的應用，例如作為吸聲材料、隔音材料或聲學透射材料。瞭解材料的阻尼特性對於設計高阻尼結構以抑製振動至關重要。 聲學傳感與信號處理： 聲學傳感器（如麥剋風、水聽器）在許多領域都有廣泛應用，例如環境監測、工業檢測、醫療診斷等。我們將介紹不同類型聲學傳感器的原理，以及如何對采集到的聲信號進行處理和分析，以提取有用的信息。例如，超聲波檢測在材料無損檢測中扮演著重要角色。 麵嚮未來的挑戰與機遇： 隨著科技的不斷發展，結構振動與聲學領域也麵臨著新的挑戰和機遇。例如，微納尺度結構的振動與聲學行為，智能材料在減振降噪中的應用，以及人工智能在振動與聲學分析與控製中的作用。本書將對這些前沿領域進行展望，激發讀者對該領域未來發展的思考。 本書內容涵蓋瞭結構振動與聲學的基本理論、分析方法以及廣泛的工程應用。我們力求用清晰的語言、豐富的實例和嚴謹的推導，幫助讀者全麵而深入地理解這兩個相互關聯的學科。通過學習本書，您將能夠更深刻地認識到振動與聲學在現代工程設計中的核心地位，並掌握解決實際工程問題的必備知識與技能。無論是對機械工程、土木工程、航空航天、汽車工程，還是對材料科學、聲學工程感興趣的讀者，本書都將是您寶貴的參考讀物。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖錶質量都顯得很專業。我特彆想知道書中關於復閤材料振動特性的解析模型是如何推導的。對於一些經典的結構，比如梁、闆、殼，如果書中能提供基於經典層閤理論或更高級理論（如第一階剪切變形理論、高階剪切變形理論）的解析解，這將極大地幫助讀者理解復閤材料的各嚮異性、耦閤效應等帶來的影響。我希望書中能夠詳細解釋這些理論模型的適用範圍和局限性，並且提供清晰的數學推導過程。對於非經典結構，比如麯麵復閤材料結構，或者具有復雜邊界條件的結構，書中是否會提供一些數值方法或者近似解析方法來處理？

評分☆☆☆☆☆

翻閱瞭一下這本書的章節安排，感覺其邏輯性很強，似乎是從基礎概念一直深入到具體應用。我尤其關注書中關於復閤材料結構阻尼特性的討論。在許多應用中，提高復閤材料結構的阻尼性能對於控製振動和降低噪聲至關重要。希望書中能夠係統地介紹各種提高復閤材料阻尼性能的方法，比如使用阻尼材料、優化結構設計等，並給齣相應的理論分析模型和實驗驗證。我希望能夠瞭解到如何通過改變復閤材料的組分、結構設計參數來調控其阻尼特性，並且這種調控是否能直接影響到結構整體的振動響應和聲學輻射。另外，對於復雜的復閤材料結構，如異型截麵梁、闆殼等，其振動和聲學行為的預測也是一個難點，希望書中能夠提供一些有效的分析工具或方法。

評分☆☆☆☆☆

這本書的目錄和前言部分給我的第一印象是相當嚴謹的。看書名就知道，這是一本偏嚮於理論研究的專著，但優秀的專著往往能夠將抽象的理論與實際應用巧妙地結閤起來。我特彆想知道書中關於復閤材料動力學模型建立的部分，是如何處理其復雜的材料特性和幾何形狀的？是基於連續介質力學，還是會涉及到微觀力學模型？對於層閤復閤材料，其不同鋪層方式對振動和聲學特性的影響，書中會不會有詳細的闡述和量化分析？我非常期待書中能夠提供一些解析解或者半解析解的方法，尤其是在簡單模型下，這有助於我們理解背後的物理機製。當然，有限元方法是不可避免的，但關鍵在於其實現和應用，希望書中能介紹一些高效的數值算法和模型簡化技巧。

評分☆☆☆☆☆

這本書的參考文獻列錶看起來很完整，這通常意味著書中內容的深度和廣度都比較可觀。我特彆想瞭解書中是否會介紹一些先進的復閤材料結構振動和聲學分析方法，例如基於多尺度方法的分析，或者考慮非綫性效應的分析。對於一些復雜形狀的復閤材料結構，或者承受極端載荷的結構，其振動和聲學行為可能呈現齣非綫性特性。我希望書中能夠提供一些相關的理論框架和數值模擬技術，以便更準確地預測和控製這類結構的振動和聲學性能。另外，對於如何將這些分析方法應用於實際工程設計，我希望能有更清晰的指導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀倒是挺有質感的，封麵設計也比較簡潔大方，一看就知道是學術類的書籍。拿到手裏沉甸甸的，感覺內容應該很充實。我一直對結構振動這個領域很感興趣，尤其是在復閤材料的應用方麵。我希望這本書能夠從基礎理論講起，逐步深入到復閤材料特有的振動特性，比如各嚮異性、層閤效應等等。我特彆關注書中會不會講解到如何建立復閤材料結構的動力學模型，是采用有限元方法還是其他離散化技術？如果能包含一些實際工程案例的分析，那就更好瞭，比如在航空航天、汽車製造等領域的應用。而且，對於新手來說，清晰的數學推導和理論解釋非常重要，希望書中不會過於晦澀難懂，能夠循序漸進地引導讀者理解。另外，這本書的定價也比較符閤學術專著的定位，看起來是經過認真編撰的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的圖文並茂，給人的感覺是內容充實且易於理解。我非常好奇書中是如何將復閤材料的振動和聲學特性聯係起來的。通常來說，結構振動是聲輻射的根源，那麼這本書是否會深入探討復閤材料結構的振動模態與聲輻射模態之間的關係？例如，某個特定的振動模態是否會對應於一個強烈的聲輻射源？書中是否會介紹一些能夠預測和量化這種關係的理論模型或仿真技術？我尤其希望能夠看到一些關於復閤材料結構如何通過改變材料特性或結構參數來影響其振動模態，進而影響聲輻射的詳細分析。這對於設計低噪聲的復閤材料結構至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書的專業術語使用得非常準確，而且章節的過渡也很自然。我一直對復閤材料結構的阻尼減振機理很感興趣。我希望書中能夠詳細介紹復閤材料結構中主要的阻尼機製，例如內耗、界麵滑移、黏彈性等，並且給齣相應的數學模型和計算方法。在實際工程中，如何有效地提高復閤材料結構的阻尼性能，以達到減振降噪的目的，是一個非常重要的問題。希望書中能夠提供一些具體的工程實例，介紹如何通過材料設計、結構優化等手段來增強復閤材料的阻尼特性，並評估其效果。此外，對於動態載荷下的阻尼響應，我希望能有更深入的探討。

評分☆☆☆☆☆

在翻看這本書的章節時，我注意到關於“聲學性能錶徵”的內容。這正是我目前研究中的一個重點。我希望書中能夠詳細介紹用於錶徵復閤材料結構聲學性能的測試方法和相關標準。例如，是否會涵蓋瞭不同環境下的聲壓級測試、噪聲源識彆、傳聲損失測量等內容？而且，我特彆關注書中對於如何通過實驗數據來驗證理論模型和仿真結果的部分。對於復閤材料這種材料性能本身就存在不確定性的結構，進行準確的實驗測量和數據分析尤為重要。希望書中能夠提供一些關於實驗設計、數據采集和後處理的詳細指導，以及如何從實驗數據中提取有用的信息來指導設計優化。

評分☆☆☆☆☆

我對聲學部分也抱有很大的期待。眾所周知，復閤材料因其輕質高強的特性，在許多需要降低結構重量以減少噪聲傳播的場閤都發揮著重要作用。我希望這本書能夠詳細介紹復閤材料結構在振動過程中産生的聲輻射機理，以及如何通過材料設計、結構優化等手段來控製噪聲。比如，是否會探討如何利用復閤材料的阻尼特性來抑製結構振動，從而減少噪聲？書中會不會涉及到一些先進的聲學測試技術和數據分析方法？特彆是對於復閤材料結構的聲學特性，例如聲透射損失、吸聲係數等，我希望能有比較深入的講解，甚至能夠看到一些相關的計算模型和仿真結果。對於我這個做結構振動和噪聲控製的工程師來說，如果這本書能提供一些實用的設計指導或優化思路，那將是非常寶貴的。

評分☆☆☆☆☆

我對書中關於復閤材料的聲輻射模型和控製方法的部分抱有很高的期望。在很多工程領域，例如汽車、航空航天等，對結構噪聲的控製是至關重要的。我希望這本書能夠詳細介紹復閤材料結構如何通過振動激勵聲波，以及有哪些先進的聲學控製技術可以應用於復閤材料結構。例如，是否會介紹主動或被動聲學控製的策略，以及如何在復閤材料結構中實現這些控製？我特彆想瞭解書中是否有關於聲學超材料或吸聲結構在復閤材料中的應用方麵的討論。從宏觀動力學到微觀聲學特性，這本書的覆蓋範圍似乎很廣，這對於我這樣的研究人員來說非常有吸引力。