结搆動力分桁 原狸及题御 呂夏正譯 叫I “方交近 曉 出版” 北京·广州·上海·西安
譯序 結構動力學可以說是一般結構學的擴展,結構學强調的是結構 糸統之静力行高,而結構動力學則强測結構亲統之動力特性,除了 勁性力外,尚包括慣性力及阻尼力。因此要掌握一個結構糸統之動 力行為,只有通切地去描逑逞三個力,譬如一般有限元隶分析時, 有所謂勁度矩陣[Ⅸ],質量矩牌[M」,阻尼矩牌[C】,而有限 元素分析之可靠度如何,則端視此三矩牌能否貼切地反應結構毹 之行爵。 本書雖然不用有限元素法磊工具,而是利用傳統之勁度法丶柔 度法及傳送矩陣法。基本上乃是將與時問有翮之力,如阻尼力、慎 性力視為一種等值静力。本害最大的好處是提供初學者建立一些基 本觀念,文中對於霁門街语丶定理之說明至為詳盍,而涵蓋之範阒 也很完備,包括單自由度及多自由度統丶連續杀統。此外每章還 有不少鋭明例,能提升初学者分析题目的能力。 結構勳力學是一門非常有趣而又易懂的擊科,而且應用範圍很 廣,你說那一種結構物不會動呢?不信的詬,想想地震來臨畤… 译者學疏才淺,匆织付枰,蜡誤之處恐難免,還盼前翠先進不 吝指教。 呂良正 1988年 仲夏于淡水
原序 本甚之主旨在闡遠有豳袺構動力分析之主要定理,定義及方法。可露初學者在 此方面挠供一侗全貌。有關定理之敘逃至為詳盡且佐以推導及證明。因此不僅是 本適营的教科,也可烏平時参考之用。 本書之特色之一是田許多說明例去幫助讀者了解一些基本的定理,而對於實務 工程師,也可提供一些隨即叮得的答案。 本片依次分十草。丙粘構動力分析本爲形體動力學的一支,故本文将 構勳力分析之定理與材料力學紧密地粘合在一起。 首垽介貂應用於結裤飛航之基本動力觀念,包括作頓定律,虚功法,拉格朗 及漢米雨頓囪數。第二、三章用此等方法來分析單自由度及多自巾度采铳之受力及 自由拯動。在此二章裡特別強調褶積的計算及其應用於粘搦動力分析。 如同靜力分析,結搆動力分析有二發展的主流:向量分析法及虚功分析法。 第四章將討論虛功法·介貂動力分析之能法,並將應用於堆積質量系铳。而在 第π忾將介褓如何應用磚迟矩陣法·柔度矩陣法及勁度矩陣法於分析堆積質量采銧 本辶第二部分涵蓋分佈質最系锍之動分析。自由桿件,彈性介質中之稈件及 梁ˉ桂縱间及側问振勳分圻於第六丶七章冇詳細之說明,而這些基本例及特例之 特别矩陣也叮粗合成傳送矩陣,此部分於第八聋逃及。第九章裡則用此等矩矩陣之 理論形式及級數形式來作鶯建立柔度及勁度矩陣之基礎。最後一章將以堆積質量法 階梯質量法,及膂代诼數法來探討變斷面桿件之縱向及側问振動。 本體材气粗織及準備耗時數年·其萁間承蒙諸多先生之協助。特別要慼謝的包 括奥克拉荷馬州立大學的 Stillwater,瑞士聯邦工技院的 Zurich,科拉多大 學的 Boulder,密蘇咀大學的 Rolla,及亞利桑那大學的 Tempe管本普中有一 些資料是析的,但是大部分仍足參考前人的資料,由於限於篇幅,無法詳細列出参 考資料,但在此也一併致謝。 我們希氅讀者能耠我們批評與指正,以便下一版時能改進。最後還要感謝 Thomas Dembofsky, Nicola Monti,及 Mar the Grice,由於他們在編輯上的 協助,及不斷的鼓璵關注,使木彗得以完成 J.. TUMA F.Y. CHENG
目 錄 第一章分析之觀念 1-1引言 1-2幾何向量 1-3荷重及應力向量 1-4位移向量… -5速度丶加速度和慣性向量………… -6分類 246689 I-7動力分析原理 第二章單自由度系統… …13 2-1機械模型………… 13 2-2虎克模型 13 2-3無阻尼之自由振動 15 2-4無阻屁受力振動…… 18 2-5動力傳送矩陣……………………………………19 2-6卡耳明模型 21 2-7有阻尾自由振動 23 2-8有阻尼受力運動 第三章多自由度系毓 ,·自,由。, 3-1涂統……………… 3-2無阻尼自由振動
自然模式之性質 59 3-4正規坐標………… ……………62 3-5無阻尼受力振動 64 3-6有阻尼自由和受力振動 65 3-7傳送矩陣…… 66 第四章能量法……… 81 4-1基本覜念 8 4-2一般方法 84 4-3在廣義坐標中之小幅振爱 第五草矩陣法… ……87 111 5-2傳送矩牌法 ……111 5-3柔度矩牌法 115 5-4動度矩陣法 5-5一般矩陣法, 117 ………………119 第六章分佈質量系毓:基本例… I49 6-1亲統 …………………………149 6-2縱向自由振動…………… 150 6-3縱向受力振動… 152 6-4横向自由振動………………… ………………153 6-5横向受力振動… ····.甲 156 第七章分佈置量系糖:特例…… …………………183 7-1引言 …………………………………………183 7-2抗介質… I84