结构动力学与MATLAB程序【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

结构动力学与MATLAB程序PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1 结构动力学的任务1

1.2 结构动力学问题的特点1

1.3 结构动力学问题的分类2

1.4 结构动力学问题的工程实例4

第2章 基本力学原理及结构运动方程的建立6

2.1 应用牛顿第二定律建立系统的运动微分方程6

2.2 动量矩定理（或刚体的质心运动定律）14

2.3 D'Alembert原理18

2.4 虚功原理21

2.5 哈密顿原理24

2.6 拉格朗日方程26

第3章 单自由度体系35

3.1 单自由度线性系统的无阻尼自由振动35

3.2 单自由度线性系统的有阻尼自由振动37

3.3 单自由度有阻尼线性系统自由振动的GUI仿真41

3.4 单自由度线性系统的库仑阻尼自由振动49

3.4.1 单自由度线性系统的库仑阻尼自由振动的理论49

3.4.2 单自由度线性系统的库仑阻尼自由振动的SIMULINK仿真50

3.5 单自由度体系在简谐荷载作用下的响应56

3.5.1 单自由度无阻尼体系在简谐荷载作用下的响应56

3.5.2 单自由度有阻尼体系在简谐荷载作用下的响应57

3.5.3 单自由度有阻尼体系在简谐荷载作用下的仿真59

3.5.4 单自由度有阻尼体系的动力放大系数与相位角的仿真63

3.5.5 基于简谐强迫振动实验确定体系的黏性阻尼比67

3.6 体系的阻尼和系统振动过程中的能量变化69

3.6.1 自由振动系统振动过程中的能量变化69

3.6.2 有阻尼简谐受迫振动系统振动过程中的能量变化仿真70

3.6.3 等效黏性阻尼74

3.7 周期荷载作用下单自由度体系的响应76

3.8 任意荷载作用下单自由度体系的响应77

3.8.1 时域求解方法——Duhamel积分77

3.8.2 单自由度无阻尼体系在几种典型荷载作用下的仿真82

3.9 频域方法——傅里叶变换法86

3.10 拉普拉斯变换法求解振动微分方程87

3.10.1 拉普拉斯变换88

3.10.2 拉普拉斯变换的重要性质89

3.10.3 拉普拉斯逆变换的计算90

3.10.4 应用拉普拉斯变换求解振动微分方程92

3.10.5 应用传递函数对连续系统进行SIMULINK仿真94

第4章 多自由度体系97

4.1 多自由度系统振动微分方程的建立97

4.2 多自由度系统动力特性分析100

4.2.1 多自由度系统的频率方程及振型100

4.2.2 广义质量、广义刚度及振型的标准化处理103

4.2.3 结构振动位移的振型分解105

4.2.4 结构振型的正交性106

4.3 多自由度系统动力反应分析的振型叠加法107

4.3.1 无阻尼多自由度系统的振型叠加法107

4.3.2 有阻尼多自由度系统的振型叠加法112

4.4 结构阻尼矩阵的构造114

4.4.1 瑞利阻尼114

4.4.2 扩展的瑞利阻尼（Caughey阻尼）116

4.4.3 振型阻尼矩阵叠加法117

第5章 多自由度体系运动方程的数值求解方法119

5.1 多自由度体系运动方程的状态空间表达119

5.2 Runge-Kutta法120

5.2.1 Runge-Kutta法公式120

5.2.2 Runge-Kutta法程序及应用123

5.3 中心差分法131

5.3.1 中心差分法公式131

5.3.2 中心差分法程序及应用132

5.3.3 中心差分法的变异格式——蛙跳格式136

5.3.4 蛙跳格式（Leapfrog）程序137

5.4 Houbolt法138

5.4.1 Houbolt法公式138

5.4.2 Houbolt法程序139

5.5 Newmark法141

5.5.1 Newmark法公式141

5.5.2 Newmark法程序142

5.6 Wilson-θ法144

5.6.1 Wilson-θ法公式144

5.6.2 Wilson-θ法程序145

5.7 精细积分法147

5.7.1 精细积分法公式147

5.7.2 精细积分法程序150

5.8 算法的稳定性分析152

5.8.1 直接积分法稳定性的概念152

5.8.2 中心差分法的稳定性分析154

5.8.3 Houbolt法的稳定性分析155

5.8.4 Newmark法的稳定性分析158

5.8.5 Wilson-θ法的稳定性分析161

第6章 大型系统分析的实用计算方法164

6.1 大型系统的特征值问题164

6.1.1 归一化特征向量的性质165

6.1.2 Sturm序列与系统特征值个数的判定165

6.1.3 半正定矩阵的特征值问题及其处理方法166

6.1.4 瑞利商的概念与特征值的估计166

6.2 特征值问题近似求解时的误差估计167

6.3 特征值问题近似求解的向量迭代法169

6.3.1 逆迭代法169

6.3.2 正迭代法173

6.3.3 正交化处理与其他振型的计算175

6.3.4 带移轴的迭代法177

6.3.5 瑞利商迭代法178

6.3.6 迭代法程序应用180

6.4 特征值问题近似求解时的矩阵变换法183

6.4.1 雅可比法184

6.4.2 广义雅可比法189

6.4.3 Householder-QR迭代法192

6.5 Rayleigh-Ritz法197

6.6 子空间迭代法199

6.7 Lanczos迭代法204

第7章 分布参数系统的振动211

7.1 直梁弯曲振动的微分方程211

7.1.1 基本弯曲振动方程211

7.1.2 考虑轴向力时梁的弯曲振动方程212

7.1.3 考虑剪切变形和转动惯量时梁的弯曲振动方程213

7.1.4 考虑黏滞阻尼梁的弯曲振动方程215

7.1.5 考虑弹性基础和轴向力的弯曲振动微分方程216

7.2 直梁弯曲振动的固有特性217

7.2.1 基本弯曲的振动特性217

7.2.2 考虑轴向力的弯曲振动固有特性222

7.2.3 考虑剪切和转动惯量的梁的弯曲振动固有特性224

7.3 固有振形的正交性225

7.4 用振形叠加法计算梁的强迫振动响应227

7.5 直杆的轴向振动、扭转振动和剪切振动236

7.5.1 直杆的轴向自由振动236

7.5.2 圆轴的自由扭转振动239

7.5.3 高腹梁的剪切自由振动240

主要参考文献242