实用振动工程 2 振动控制与设计PDF电子书下载

目次 1

第一章 绪论 1

1.1 振动控制与设计的工程意义 1

1.2 振动被动控制的原理与方法 3

1.3 振动主动控制的原理与特点 5

1.4 振动设计的原则与方法 6

第二章 振动设计原则 10

2.1 概述 10

2.2 刚度及变形设计原则 10

2.2.1 防止颤振的刚度设计原则 11

2.2.2 防止发散与反效的刚度设计原则 12

2.2.3 相对变形设计原则 12

2.2.4 变形累积效应量值 13

2.3 频率设计原则 13

2.3.1 防止共振的频率设计原则 14

2.4.1 飞机设计中的振动响应设计原则 15

2.4 振动响应设计原则 15

2.3.2 提高临界颤振速度的频率设计原则 15

2.4.2 机械设备的振动响应设计原则 19

2.5 稳定性余度设计原则 19

参考文献 20

第三章 隔振吸振缓冲 21

3.1 引言 21

3.2 隔振器的设计和应用 22

3.2.1 隔振的基本原理 22

3.2.2 理想隔振器的类型 25

3.2.3 隔振器的设计原则 26

3.2.4 隔振器的设计步骤 27

3.2.5 橡胶隔振器的设计 28

3.2.6 金属弹簧隔振器的设计 32

3.2.7 弹簧和橡胶块组合隔振器 36

3.2.8 空气弹簧隔振器 37

3.2.9 各类隔振器的安装及载荷计算 44

3.2.10 常用隔振器和隔振材料 48

3.3 动力吸振器的设计和应用 50

3.3.1 动力吸振器的一般原理 50

3.3.2 无阻尼动力吸振器的使用条件 51

3.3.3 阻尼动力吸振器 52

3.3.4 多自由度动力吸振器 54

3.3.5 动力吸振器在主系统上安装点的选择 55

3.3.6 动力吸振器的设计步骤和实例 55

3.4 缓冲器的设计和应用 61

3.4.1 缓冲的一般原理及分类 61

3.4.2 当冲击为速度阶跃时，缓冲器的工作特性分析 63

3.4.3 当冲击为加速度阶跃时，缓冲器的工作特性分析 67

3.4.4 力脉冲作用下缓冲器的工作特性 70

3.4.5 缓冲器的设计要求和设计原则 71

3.4.6 缓冲器的设计步骤及计算实例 72

参考文献 77

4.1 质量、刚度和阻尼效应 78

第四章 阻尼减振 78

4.2 阻尼 79

4.2.1 粘性阻尼 79

4.2.2 摩擦阻尼 80

4.2.3 磁滞阻尼 80

4.2.4 流体阻尼 80

4.2.5 结构阻尼 81

4.2.6 阻尼系数 81

4.3.1 减振器的基本原理及特点 84

4.3 减振器 84

4.3.2 橡胶块减振器 88

4.3.3 弹簧减振器 89

4.3.4 固体摩擦减振器 96

4.3.5 流体减振器 98

4.3.6 冲击阻尼减振器 108

4.3.7 电磁阻尼减振器 109

4.3.8 非线性减振器 110

4.4.1 粘弹性材料 122

4.3.9 关于减振器试验 122

4.4 粘弹性阻尼减振 122

4.4.2 粘弹性阻尼减振及其特点 123

4.4.3 粘弹性阻尼材料的基本力学特性 125

4.4.4 粘弹性阻尼系统的振动分析 129

4.4.5 粘弹性阻尼减振的结构形式 134

4.4.6 粘弹性阻尼减振结构的分析方法 134

4.4.7 振动控制中表面阻尼处理的结构设计 148

4.4.8 粘弹性阻尼材料的特性测试和设备 156

参考文献 163

附录A 部分粘弹性材料性能图表 165

附录B 常用粘弹性阻尼复合结构的几何参数计算图表 169

附录C 国外部分粘弹性材料设计图表 178

第五章 振动主动控制 211

5.1 概述 211

5.1.1 振动主动控制含义 211

5.1.4 振动主动控制的优缺点 212

5.1.3 两类振动主动控制问题 212

5.1.2 系统中各环节 212

5.2 振动主动控制的数学模型 213

5.2.1 数学模型的两种表示方法 213

5.2.2 各构成环节的数学模型 214

5.2.3 两类振动主动控制问题的数学模型 219

5.3 振动主动控制的控制律设计 221

5.3.1 控制律设计的几种途径 221

5.3.2 控制律设计中要考虑的几个重要问题 223

5.3.3 控制律设计方法 231

5.4 振动主动控制在工程中的应用 242

5.4.1 动稳定性的主动控制 242

5.4.2 动力响应的主动控制 243

参考文献 253

第六章 结构动态修改 255

6.1 概述 255

6.2.1 灵敏度分析 256

6.2 结构动态修改的若干问题 256

6.2.2 可控与可观 265

6.2.3 摄动原理与约束条件 267

6.2.4 广义逆 268

6.2.5 结构动态修改方法的分类 270

6.3 矩阵摄动法 271

6.3.1 一阶矩阵摄动法 271

6.3.2 矩阵小参数法 276

6.4 以实测模态参数进行动态修改的方法 280

6.4.1 数学准备 280

6.4.2 加权范数优化法 281

6.4.3 质量矩阵的修改法 283

6.4.4 刚度矩阵的修改法 283

6.5 局部物理参数修改法 284

6.6 元素型方法 289

6.6.1 限定带宽法 289

6.6.2 元素型修改法 290

6.6.3 精细修改法 294

6.6.4 再正交迭代法 300

6.7 参数修正法 302

6.7.1 通过模态参数的摄动法 302

6.7.2 通过设计变量的修正法 306

6.8 具有复模态的结构动态修改 309

6.9 物理参数识别的工程实用方法 311

6.10 结构动态修改软件SDM3.0 316

参考文献 319

第七章 结构动力学设计基础 321

7.1 引言 321

7.2 结构动力学特性分析 322

7.2.1 结构系统的有限元模型 322

7.2.2 结构动力学的数学模型 323

7.2.3 结构的振动特性 324

7.2.4 结构的动力响应 327

7.3.1 特征解的导数 329

7.3 结构动力学的灵敏度分析 329

7.3.2 特征解的摄动公式 333

7.3.3 耦合模态的灵敏度分析 336

7.4 最优化求解器 337

7.4.1 基本概念 337

7.4.2 无约束极小化方法 340

7.4.3 约束非线性规化方法 344

7.5.1 多频优化的数学提法 348

7.5 多频优化的结构动力学设计方法 348

7.5.2 多频优化方法 349

7.5.3 多频优化设计程序 350

7.6 频响优化的结构动力学设计方法 353

7.6.1 频响优化的数学提法 353

7.6.2 频响优化设计方法 354

7.6.3 频响优化设计程序 355

8.2.1 外界干扰源的频率分析 358

8.2 结构共振分析 358

8.1 引言 358

第八章 结构共振与振动疲劳 358

8.2.2 结构共振分析实例 359

8.3 随机振动疲劳强度研究 361

8.3.1 问题来源 361

8.3.2 随机振动疲劳特点及研究方法 362

8.3.3 随机振动疲劳破坏假设 363

8.3.4 随机振动疲劳寿命的估算公式 364

8.3.5 飞机结构随机振动应力研究 369

8.3.6 随机振动疲劳寿命计算实例 375

参考文献 379

第九章 颤振设计 380

9.1 引言 380

9.2 颤振的物理现象 381

9.2.1 简谐振动系统受与运动有关的干扰力作用时的能量关系 381

9.2.2 气流中振动的二元翼段的气动力特性 382

9.3.2 翼段只有扭转自由度时的运动特性 399

9.3 二元翼段颤振分析 399

9.3.1 翼段只有平移（弯曲）自由度时的运动方程 399

9.3.3 弯曲—扭转二自由度耦合运动的特性 401

9.3.4 二元翼段的颤振分析方法 405

9.3.5 影响二元翼段颤振临界速度的固素 410

9.4 操纵面颤振及质量平衡 412

9.5 颤振的工程分析方法 414

9.5.1 常用非定常气动力理论 414

9.5.2 颤振方程的建立 428

9.5.3 颤振方程的求解 434

9.6 飞机颤振设计的一般工作程序 442

9.6.1 飞机颤振设计的任务和要求 442

9.6.2 飞机颤振设计的工作程序 443

9.6.3 操纵面颤振设计 445

9.6.4 机翼外挂颤振设计 445

参考文献 446

10.1 引言 448

第十章 航炮射击振动分析 448

10.2 航炮动载荷的研究 449

10.2.1 航炮动载荷的类型 449

10.2.2 炮击载荷的特点 451

10.2.3 航炮载荷获得的方法 453

10.3 结构抗炮击设计 460

10.3.1 结构抗炮击设计应考虑的因素 460

10.3.2 结构抗炮击设计的实例 464

10.3.3 设计中的响应控制 473

10.3.4 匹配设计的工作流程 477

10.4 设备抗炮击设计 478

10.4.1 炮击振动环境测量 479

10.4.2 炮击振动环境预估 483

10.4.3 设备抗炮击设计应考虑的原则 489

10.4.4 设备抗炮击试验及其方法 489

参考文献 490

11.2 飞机地面滑行动力分析 491

11.1 引言 491

第十一章 起落架动力分析 491

11.2.1 跑道不平度准则 492

11.2.2 滑行动力响应分析方法 496

11.2.3 滑行随行谱的推导 497

11.3 着陆时机轮起转回弹动力分析 499

11.3.1 分析模型的建立 499

11.3.2 系统动力方程的建立 500

11.3.3 算例 504

11.4 缓冲器参数对缓冲性能的影响分析 507

11.4.1 主要参数求解 507

11.4.2 主要参数的影响分析 511

11.4.3 缓冲器参数调整的实例分析 513

11.5 缓冲性能校核计算 513

11.5.1 摇臂式起落架的校核计算 514

11.5.2 半摇臂式起落架的校核计算 527

11.5.3 支柱式（双气室油液缓冲器）起落架的校核计算 530

11.5.4 车架式起落架的校核计算方法 536

11.6 摆振理论 546

11.6.1 简化理论 546

11.6.2 影响摆振的因素 548

11.6.3 实例分析 550

11.7 飞机滑跑方向稳定性 551

11.7.1 基本假设 551

11.7.2 飞机滑跑小扰动运动方程组 551

11.7.3 微分方程组的特征方程式 553

11.7.4 计算实例 553

11.8 减摆器载荷计算 554

11.8.1 减摆器传动机构的载荷 555

11.8.2 减摆器壳体压力和拨杆载荷 556

参考文献 556

第十二章 复合材料结构的动力分析 558

12.1 复合材料的一般介绍 558

12.1.1 复合材料的特点与分类 558

12.1.2 复合材料铺层 559

12.2 复合材料结构的有限元分析 562

12.2.1 基本原理 562

12.2.2 动力分析的基本步骤 563

12.3 复合材料层压板的特性分析 567

12.3.1 层压板的铺层分析 567

12.3.2 层压板的振动特性分析 570

12.4 复合材料层压板的响应分析 579

12.4.1 动载荷的分类及其确定 579

12.4.2 确定性载荷下的动响应分析 580

12.4.3 随机性载荷下的动响应分析 586

12.4.4 复合材料机翼的动响应分析（例） 588

12.5 复合材料的声疲劳分析 591

12.5.1 声疲劳分析的基本假设 591

12.5.2 声疲劳设计图表的制定 592

12.5.3 例 594

参考文献 596

13.2 直升机振源 597

第十三章 直升机振动分析 597

13.1 直升机振动的基本问题 597

13.3 孤立旋翼桨叶固有特性 599

13.3.1 旋转桨叶固有特性 599

13.3.2 旋翼桨叶气动弹性响应分析 602

13.3.3 旋翼桨叶气动弹性稳定性分析 603

13.4 旋翼／机体耦合系统动不稳定性分析 613

13.5 旋翼／机体耦合系统气动弹性响应——直升机全机振动分析 616

13.6 旋翼／动力／传动系统扭转振动 621

附录A 622

A1 直升机形式 622

A2 旋翼形式 622

附录B 旋翼整体模态 623

B1 自由度变换关系 623

B2 旋翼振动模态 624

B3 结论 625

参考文献 626