机械动力学

第1章 机械动力学概述 1 1.1 机械动力学的研究对象 1 1.2 机械动力学的基础知识 2 1.2.1 机械振动的分类 2 1.2.2 机械振动的基本特性 3 1.3 系统动力学模型的建立 8 1.4 简谐振动 10 1.4.1 简谐振动的表示方法 10 1.4.2 简谐振动的基本特性 13 习题 16 第2章 单自由度系统的振动 17 2.1 线性单自由度系统 17 2.2 无阻尼单自由度系统的自由振动 18 2.2.1 无阻尼系统的自由振动 18 2.2.2 系统响应及固有频率的计算方法 20 2.3 黏性阻尼系统的自由振动 35 2.3.1 黏性阻尼系统 35 2.3.2 对数衰减率 39 2.4 单自由度系统的强迫振动 41 2.4.1 简谐激励下的响应 41 2.4.2 隔振技术 44 2.4.3 测振仪 48 2.4.4 非简谐周期激励的响应 52 2.4.5 任意激励下的响应 53 习题 54 第3章 两自由度系统的振动 59 3.1 两自由度系统的运动微分方程 59 3.2 刚度、 质量、 阻尼矩阵的确定方法 61 3.2.1 刚度矩阵的直接求解法 61 3.2.2 质量矩阵的直接求解法 63 3.2.3 阻尼矩阵的直接求解法 63 3.3 位移方程和柔度矩阵 63 3.4 两自由度系统的自由振动 65 3.4.1 无阻尼系统的自由振动 65 3.4.2 黏性阻尼系统的自由振动 68 3.5 两自由度系统的强迫振动 69 3.5.1 强迫振动的理论分析 69 3.5.2 两自由度系统的工程应用 71 习题 76 第4章 多自由度系统的振动 80 4.1 运动微分方程的建立 80 4.2 多自由度系统的特性 85 4.2.1 多自由度系统的模态 85 4.2.2 模态向量的正交性与正则化 92 4.3 求解多自由度系统的强迫振动 93 4.3.1 模态分析法 94 4.3.2 振型截断法 95 习题 96 第5章 连续体的振动 99 5.1 等直杆的扭转振动 99 5.2 等直杆的横向振动 101 5.3 等直杆的轴向振动 105 5.4 铁木辛柯梁的横向振动 108 5.5 等直杆的强迫振动 110 习题 111 第6章 转子动力学 112 6.1 转子动力学的基本概念 112 6.1.1 转子的涡动 112 6.1.2 临界转速 115 6.1.3 陀螺力矩 118 6.1.4 弹性支承转子的涡动分析 125 6.2 临界转速的计算 128 6.2.1 Prohl传递矩阵法 128 6.2.2 常见结构的传递矩阵 130 6.2.3 临界转速与振型的计算 133 6.3 转子不平衡响应的计算 137 6.3.1 刚性圆盘的传递矩阵 138 6.3.2 弹性轴段的传递矩阵 141 6.3.3 转子不平衡响应的计算 142 6.4 转子瞬态响应的计算 146 6.4.1 刚性圆盘的受力分析 147 6.4.2 Wilsonθ隐式数值积分法 148 6.4.3 圆盘与轴段组合单元的瞬态传递矩阵 149 6.4.4 瞬态动力学方程的求解 154 习题 156 第7章 转子系统常用支承装置 158 7.1 挤压油膜阻尼器 158 7.1.1 阻尼器的结构及工作原理 158 7.1.2 阻尼器的雷诺方程 160 7.1.3 阻尼器的油膜刚度和油膜阻尼 161 7.2 动压螺旋槽轴承 169 7.2.1 平面螺旋槽轴承 170 7.2.2 球面动压螺旋槽轴承 176 7.2.3 锥面动压螺旋槽轴承 180 7.3 永磁轴承 183 7.3.1 永磁轴承的结构 183 7.3.2 采用有限元法求解轴承动力特性 185 7.3.3 永磁轴承的有限元分析 187 习题 194 附录 部分习题参考答案 195 参考文献 199