中圖網小程序
一鍵登錄
更方便
本類五星書更多>
-
>
公路車寶典(ZINN的公路車維修與保養秘籍)
-
>
晶體管電路設計(下)
-
>
基于個性化設計策略的智能交通系統關鍵技術
-
>
花樣百出:貴州少數民族圖案填色
-
>
山東教育出版社有限公司技術轉移與技術創新歷史叢書中國高等技術教育的蘇化(1949—1961)以北京地區為中心
-
>
鐵路機車概要.交流傳動內燃.電力機車
-
>
利維坦的道德困境:早期現代政治哲學的問題與脈絡
艦艇振動學 版權信息
- ISBN：9787030689856
- 條形碼：9787030689856 ; 978-7-03-068985-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
艦艇振動學 內容簡介
本書共8章。章介紹艦艇振動的一般概念、危害和振動發生的一般原因及振動學分類。第2～4章介紹單自由度系統、多自由度系統、分布參數系統的線性微輻振動理論，它們是振動學的基礎理論。第5章對艦艇總振動的基本概念、計算理論和方法進行介紹。第6章闡述艦艇局部振動的基本概念、典型結構的局部振動以及分析計算理論和方法。第7章對引起艦艇振動的主要激勵進行敘述。第8章介紹艦艇振動的評價衡準、艦艇振動測量的基本概念和方法，以及艦艇防振和減振的原理、方法和研究前沿領域。
艦艇振動學 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 艦艇振動的一般概念 1
1.2 艦艇振動的危害 1
1.3 振動發生的一般原因及振動學分類 3
習題1 3
第2章 單自由度系統的振動 5
2.1 系統簡化及單自由度系統 5
2.1.1 系統的簡化 5
2.1.2 系統的自由度 6
2.1.3 單自由度系統 7
2.2 無阻尼自由振動 7
2.2.1 無阻尼自由振動系統 7
2.2.2 運動方程 8
2.2.3 無阻尼自由振動解 9
2.2.4 無阻尼自由振動特性 9
2.3 固有頻率的計算方法 11
2.3.1 靜伸長法 11
2.3.2 能量法 12
2.3.3 微分方程法 15
2.4 有阻尼自由振動 16
2.4.1 有阻尼自由振動系統 16
2.4.2 運動微分方程 17
2.4.3 有阻尼自由振動解 18
2.4.4 有阻尼自由振動特性 20
2.5 簡諧激勵力作用下的強迫振動 22
2.5.1 無阻尼系統強迫振動 22
2.5.2 有阻尼系統強迫振動 25
2.6 簡諧位移激勵作用下的強迫振動 29
2.6.1 運動微分方程及解 29
2.6.2 強迫振動的響應特性 31
2.7 測振儀及隔振原理 33
2.7.1 慣性式測振儀及測振原理 33
2.7.2 隔振裝置及隔振原理 34
2.8 周期激勵作用下的強迫振動 36
2.8.1 周期激勵 36
2.8.2 疊加原理及強迫振動響應 37
2.9 任意力激勵載荷作用下的強迫振動響應 39
2.9.1 任意力激勵載荷 39
2.9.2 單位沖量響應 39
2.9.3 杜阿梅爾積分 40
2.9.4 沖擊振動 42
習題2 47
第3章 多自由度系統的振動 52
3.1 系統簡化（離散）及多自由度系統 52
3.2 運動微分方程的建立 53
3.2.1 達朗貝爾原理法 54
3.2.2 拉格朗日方程法 56
3.2.3 柔度影響系數法 60
3.3 多自由度系統的自由振動 62
3.3.1 頻率方程及固有頻率 62
3.3.2 固有振型及正則化 63
3.3.3 固有振型的特性及應用 69
3.3.4 主坐標、振型疊加法及自由振動解 71
3.4 固有頻率近似計算方法 76
3.4.1 瑞利法 76
3.4.2 瑞利-里茨法 78
3.4.3 矩陣迭代法 80
3.5 多自由度系統的強迫振動 83
3.5.1 多自由度系統阻尼矩陣的獲得與處理 83
3.5.2 采用振型疊加法求強迫振動響應 84
3.5.3 多自由度系統強迫振動響應特性 92
3.6 主從系統的耦合振動 92
3.6.1 主從系統 92
3.6.2 主從系統的耦合振動特性 93
3.6.3 主從系統的強迫振動響應 95
習題3 97
第4章 分布參數系統的振動 103
4.1 分布參數系統與艦艇結構特點 103
4.1.1 分布參數系統 103
4.1.2 艦艇結構特點與簡單連續體構件 103
4.2 梁的縱向振動和扭轉振動 104
4.2.1 運動方程 104
4.2.2 振動微分方程的解 107
4.3 直梁的橫向自由振動 109
4.3.1 運動方程 109
4.3.2 振動微分方程的解 110
4.3.3 固有振型 115
4.3.4 自由振動解及振動特性 117
4.4 直梁的橫向強迫振動 118
4.4.1 無阻尼強迫振動 118
4.4.2 有阻尼強迫振動 121
4.5 薄板的橫向振動 124
4.5.1 運動微分方程和邊界條件 124
4.5.2 固有頻率和固有振型 126
4.6 固有頻率近似計算方法 127
4.6.1 瑞利法 127
4.6.2 里茨法 130
習題4 134
第5章 艦艇總振動 137
5.1 艦艇總振動的基本概念 137
5.1.1 艦艇總振動及分類 137
5.1.2 舷外水對艦艇總振動的影響與潛艇附連水質量 140
5.2 艦艇總振動固有頻率及振型計算理論 149
5.2.1 等效船體梁 149
5.2.2 基于鐵摩辛柯梁理論的遷移矩陣法 151
5.2.3 位移有限元法 159
5.3 艦艇總振動響應計算理論 164
5.3.1 船體振動的阻尼 164
5.3.2 模態疊加法 169
5.4 船體總振動固有頻率估算 172
5.4.1 英國船舶研究協會推薦的相似法 172
5.4.2 希列克公式 173
5.4.3 陶德公式 173
5.4.4 國內適合我國海船的估算公式 175
5.5 水面艦艇船體總振動計算方法 177
5.5.1 水面艦艇船體結構特點 177
5.5.2 模型及參數 179
5.5.3 振動性能計算方法 181
5.5.4 實船算例 182
5.6 潛艇船體總振動計算方法 187
5.6.1 潛艇船體結構特點 187
5.6.2 模型及參數 189
5.6.3 振動性能計算方法 191
5.6.4 實船算例 191
習題5 192
第6章 艦艇局部振動 194
6.1 艦艇局部振動的基本概念 194
6.2 艦艇基本結構單元振動分析計算 195
6.2.1 板格 195
6.2.2 加筋板 198
6.2.3 板架 199
6.3 典型專門結構的局部振動分析計算 202
6.3.1 上層建筑結構振動 202
6.3.2 桅桿振動 207
6.3.3 機艙振動 208
6.3.4 尾部振動 211
習題6 213
第7章 引起艦艇振動的主要激勵 214
7.1 螺旋槳激勵 214
7.1.1 螺旋槳機械不平衡引起的軸頻激勵 214
7.1.2 螺旋槳在尾部不均勻伴流中運轉時誘導的激勵 216
7.1.3 軍用艦艇螺旋槳激勵力的計算規定 224
7.2 柴油機激勵 225
7.2.1 不平衡力和力矩 226
7.2.2 柴油機傾覆力矩 230
7.3 波浪激勵力 233
7.3.1 瞬態激勵力 234
7.3.2 持續激勵力 234
7.4 其他激勵 236
7.4.1 排氣脈沖激勵力 236
7.4.2 舵激勵力 236
7.4.3 繼發性激勵力 237
習題7 237
第8章 艦艇振動評價、防振與減振 238
8.1 艦艇振動評價及控制標準 238
8.1.1 民用船舶振動評價及控制標準 238
8.1.2 軍用艦艇振動評價及控制標準 242
8.2 艦艇振動測量 247
8.2.1 艦艇振動測量的基本概念 247
8.2.2 艦艇總振動測量 252
8.2.3 艦艇局部振動測量 255
8.3 艦艇的防振與減振 256
8.3.1 防振與減振的原理與方法 256
8.3.2 常用的防振與減振措施 257
8.3.3 關于結構防振與減振的幾個研究前沿領域 265
習題8 270
參考文獻 272
部分習題參考答案 273
習題2 273
習題3 274
習題4 277
前言
第1章 緒論 1
1.1 艦艇振動的一般概念 1
1.2 艦艇振動的危害 1
1.3 振動發生的一般原因及振動學分類 3
習題1 3
第2章 單自由度系統的振動 5
2.1 系統簡化及單自由度系統 5
2.1.1 系統的簡化 5
2.1.2 系統的自由度 6
2.1.3 單自由度系統 7
2.2 無阻尼自由振動 7
2.2.1 無阻尼自由振動系統 7
2.2.2 運動方程 8
2.2.3 無阻尼自由振動解 9
2.2.4 無阻尼自由振動特性 9
2.3 固有頻率的計算方法 11
2.3.1 靜伸長法 11
2.3.2 能量法 12
2.3.3 微分方程法 15
2.4 有阻尼自由振動 16
2.4.1 有阻尼自由振動系統 16
2.4.2 運動微分方程 17
2.4.3 有阻尼自由振動解 18
2.4.4 有阻尼自由振動特性 20
2.5 簡諧激勵力作用下的強迫振動 22
2.5.1 無阻尼系統強迫振動 22
2.5.2 有阻尼系統強迫振動 25
2.6 簡諧位移激勵作用下的強迫振動 29
2.6.1 運動微分方程及解 29
2.6.2 強迫振動的響應特性 31
2.7 測振儀及隔振原理 33
2.7.1 慣性式測振儀及測振原理 33
2.7.2 隔振裝置及隔振原理 34
2.8 周期激勵作用下的強迫振動 36
2.8.1 周期激勵 36
2.8.2 疊加原理及強迫振動響應 37
2.9 任意力激勵載荷作用下的強迫振動響應 39
2.9.1 任意力激勵載荷 39
2.9.2 單位沖量響應 39
2.9.3 杜阿梅爾積分 40
2.9.4 沖擊振動 42
習題2 47
第3章 多自由度系統的振動 52
3.1 系統簡化（離散）及多自由度系統 52
3.2 運動微分方程的建立 53
3.2.1 達朗貝爾原理法 54
3.2.2 拉格朗日方程法 56
3.2.3 柔度影響系數法 60
3.3 多自由度系統的自由振動 62
3.3.1 頻率方程及固有頻率 62
3.3.2 固有振型及正則化 63
3.3.3 固有振型的特性及應用 69
3.3.4 主坐標、振型疊加法及自由振動解 71
3.4 固有頻率近似計算方法 76
3.4.1 瑞利法 76
3.4.2 瑞利-里茨法 78
3.4.3 矩陣迭代法 80
3.5 多自由度系統的強迫振動 83
3.5.1 多自由度系統阻尼矩陣的獲得與處理 83
3.5.2 采用振型疊加法求強迫振動響應 84
3.5.3 多自由度系統強迫振動響應特性 92
3.6 主從系統的耦合振動 92
3.6.1 主從系統 92
3.6.2 主從系統的耦合振動特性 93
3.6.3 主從系統的強迫振動響應 95
習題3 97
第4章 分布參數系統的振動 103
4.1 分布參數系統與艦艇結構特點 103
4.1.1 分布參數系統 103
4.1.2 艦艇結構特點與簡單連續體構件 103
4.2 梁的縱向振動和扭轉振動 104
4.2.1 運動方程 104
4.2.2 振動微分方程的解 107
4.3 直梁的橫向自由振動 109
4.3.1 運動方程 109
4.3.2 振動微分方程的解 110
4.3.3 固有振型 115
4.3.4 自由振動解及振動特性 117
4.4 直梁的橫向強迫振動 118
4.4.1 無阻尼強迫振動 118
4.4.2 有阻尼強迫振動 121
4.5 薄板的橫向振動 124
4.5.1 運動微分方程和邊界條件 124
4.5.2 固有頻率和固有振型 126
4.6 固有頻率近似計算方法 127
4.6.1 瑞利法 127
4.6.2 里茨法 130
習題4 134
第5章 艦艇總振動 137
5.1 艦艇總振動的基本概念 137
5.1.1 艦艇總振動及分類 137
5.1.2 舷外水對艦艇總振動的影響與潛艇附連水質量 140
5.2 艦艇總振動固有頻率及振型計算理論 149
5.2.1 等效船體梁 149
5.2.2 基于鐵摩辛柯梁理論的遷移矩陣法 151
5.2.3 位移有限元法 159
5.3 艦艇總振動響應計算理論 164
5.3.1 船體振動的阻尼 164
5.3.2 模態疊加法 169
5.4 船體總振動固有頻率估算 172
5.4.1 英國船舶研究協會推薦的相似法 172
5.4.2 希列克公式 173
5.4.3 陶德公式 173
5.4.4 國內適合我國海船的估算公式 175
5.5 水面艦艇船體總振動計算方法 177
5.5.1 水面艦艇船體結構特點 177
5.5.2 模型及參數 179
5.5.3 振動性能計算方法 181
5.5.4 實船算例 182
5.6 潛艇船體總振動計算方法 187
5.6.1 潛艇船體結構特點 187
5.6.2 模型及參數 189
5.6.3 振動性能計算方法 191
5.6.4 實船算例 191
習題5 192
第6章 艦艇局部振動 194
6.1 艦艇局部振動的基本概念 194
6.2 艦艇基本結構單元振動分析計算 195
6.2.1 板格 195
6.2.2 加筋板 198
6.2.3 板架 199
6.3 典型專門結構的局部振動分析計算 202
6.3.1 上層建筑結構振動 202
6.3.2 桅桿振動 207
6.3.3 機艙振動 208
6.3.4 尾部振動 211
習題6 213
第7章 引起艦艇振動的主要激勵 214
7.1 螺旋槳激勵 214
7.1.1 螺旋槳機械不平衡引起的軸頻激勵 214
7.1.2 螺旋槳在尾部不均勻伴流中運轉時誘導的激勵 216
7.1.3 軍用艦艇螺旋槳激勵力的計算規定 224
7.2 柴油機激勵 225
7.2.1 不平衡力和力矩 226
7.2.2 柴油機傾覆力矩 230
7.3 波浪激勵力 233
7.3.1 瞬態激勵力 234
7.3.2 持續激勵力 234
7.4 其他激勵 236
7.4.1 排氣脈沖激勵力 236
7.4.2 舵激勵力 236
7.4.3 繼發性激勵力 237
習題7 237
第8章 艦艇振動評價、防振與減振 238
8.1 艦艇振動評價及控制標準 238
8.1.1 民用船舶振動評價及控制標準 238
8.1.2 軍用艦艇振動評價及控制標準 242
8.2 艦艇振動測量 247
8.2.1 艦艇振動測量的基本概念 247
8.2.2 艦艇總振動測量 252
8.2.3 艦艇局部振動測量 255
8.3 艦艇的防振與減振 256
8.3.1 防振與減振的原理與方法 256
8.3.2 常用的防振與減振措施 257
8.3.3 關于結構防振與減振的幾個研究前沿領域 265
習題8 270
參考文獻 272
部分習題參考答案 273
習題2 273
習題3 274
習題4 277
展開全部
艦艇振動學 節選
第1章 緒 論 1.1 艦艇振動的一般概念 振動是一種物體在平衡位置（或平均位置）附近做持續的往復運動的物理現象，做往復運動的物體稱為振動體。振動體離開平衡位置的*大距離，稱為振幅；振動體完成一個往復運動所需的時間，稱為周期，周期的單位通常用秒（s）表示；單位時間完成的往復運動的次數，稱為頻率，頻率的單位通常用赫茲（Hz）表示，此時單位時間用秒度量，1 Hz表示每秒振動一次。若振動體為艦艇，則稱為艦艇振動。物體一般都具有受外界干擾作用而產生振動的固有力學特性，具有該特性的物體稱為振動系統，反映系統振動的固有力學特性的主要參量是系統的固有頻率。 系統振動現象是因外界激勵（或干擾）作用而產生的，外界激勵和系統的自身固有特性決定了振動響應的劇烈程度。當艦艇在水域航行、作戰時，船體結構不可避免地會受到外界激勵的作用而出現振動現象。艦艇航行時，主機給船體施加激勵力，艦艇產生振動。火炮發射，也對船體施加激勵力，引起艦艇振動。波浪沖擊，也會引起艦艇振動。 作用于艦艇的激勵，有瞬時激勵，也有持續激勵。例如，武器發射沖擊引起的激勵，為瞬時激勵；波浪作用于船體引起的激勵，為持續激勵。激勵是一種動載荷，大小、方向、作用位置這三個要素中至少有一個隨時間變化。 遍及全船的振動，稱為總振動；僅在某個范圍內發生、不波及全部船體的部分結構的振動，稱為局部振動。因外界激勵的特性不同、激勵力的大小差別，艦艇可能發生總振動，也可能發生局部振動。 早在19世紀后期，船體振動問題就引起了人們的注意。近年來，隨著航運事業的發展和軍用需求的增長，主機功率不斷提高，艦艇噸位越來越大，新船型陸續出現，隨之產生的變化有艦艇振動的激勵力增大、抵抗振動的船體結構動剛度變小等，這些均易導致較大的船體振動，使船體振動問題更加突出。 海軍使用的船舶，稱為艦艇。許多提升艦艇使用性能和作戰效能的工程技術與船體振動問題密切相關，如減振降噪技術、艦艇聲隱身技術、武器系統裝艦技術等。此外，在研發新型高性能船舶（如小水線面船、雙體穿浪船等）的過程中，預報和控制船體振動性能也是必須首先解決的關鍵技術之一。與民用船舶相比，軍用艦艇對船體振動問題更為關注，要求更高，有更多的問題需要研究解決。 1.2 艦艇振動的危害 艦艇的過度振動，或引起船體結構的過大變形、振動速度和加速度，或輻射出劇烈的噪聲，帶來很多不良后果。艦艇振動的危害主要體現在以下幾個方面。 （1）影響艦艇的乘用舒適性。振動及由振動引起的噪聲，會引發艦員和乘員不適，使他們產生疲勞甚至損害身體健康。 人體是一個十分復雜的系統，按生物力學理論，可將人體分解為許多個線性和非線性振動系統。由內臟組成的各系統，其固有頻率為0.01～20 Hz，如肝臟系統的固有頻率約為3 Hz，胸-腹系統的固有頻率為4～6 Hz，頭-頸-肩系統的固有頻率為20～30 Hz，整個人體系統的固有頻率為6～9 Hz。上述頻率中的許多值是船上常見的振動頻率。船體振動會對人體形成激勵，當激勵頻率與人體固有頻率接近或相等，且振動幅值較大時，會引發艦員和乘員的嚴重不適。 1～2.5 Hz的低頻振動作用于人體時，一般會影響人體的平衡和肌肉張力；大于10 Hz的較高頻振動作用于人體時，會使人感到壓力作用和振動的感覺；大于16～20 Hz的振動，則會使人開始感到有噪聲；大于100 Hz時，會使人感到聽到的聲音主要是噪聲。研究表明，6～7 Hz的垂直方向的振動會使人產生暈船癥狀，如心悸、惡心、嘔吐等，其他一些頻率上的諧振除了會引起上述反應外，還會造成多汗、肌肉張力降低、動脈血壓升高、視力下降、記憶力衰退等現象。 如果加速度超過限值，會造成人體皮肉青腫、骨折、器官破裂、腦震蕩等損傷，過大的加速度也是腦損傷疾病發生的重要原因。在以4135四缸四沖程柴油機為主的一些內河船上，人員在振動劇烈區常會感到全身發麻、喉嚨和耳朵發癢，并且牙齒會打顫。 船體振動傳遞給艦員和乘員的途徑有兩個：振動結構與人員的直接接觸；振動結構向空氣輻射噪聲，通過空氣傳遞給人體。伴隨振動而來的噪聲通過空氣經耳膜傳遞給艦員和乘員，極易使人疲勞困乏、血壓上升、心律不齊、聽覺損壞、工作效率和記憶力降低等。 （2）影響船體結構的強度。過度的振動會使船體結構出現高應力區，高應力區的船體結構或出現裂縫、或發生疲勞破壞，從而影響船體結構的安全性和艦艇的正常使用。 例如，某沿海客貨輪營運半年多后，便發生尾尖艙艙壁振裂、支柱振脫等現象，其姊妹船營運1年后，舵葉兩面振裂15處，*長裂紋達600 mm。又如，北歐一些國家在20世紀60年代建造的39艘6～10萬噸級的油船、礦砂船中，有9艘船的艙內出現大量振動裂縫，其中1艘在營運兩年內產生的裂縫竟達1 000多條。 （3）影響設備及裝備的性能。艙壁板、甲板等裝有設備的基礎結構在受到振動或沖擊時會把振動傳給設備，過度的振動會使機器和儀表設備失常或失靈，壽命縮短，還會使雷達和武器裝備精度變差。 例如，受炮彈沖擊時，距彈著點幾米的范圍之內，設備零部件所受到的沖擊加速度可達300～400 g。研究表明，加速度大于100 g時，即使是單次的沖擊，無線電設備元件也無法承受。 （4）影響艦艇的航行安全性和使用性能。如果設計不當，會造成上層建筑劇烈振動，使電子計算機、自動控制的儀表設備等失靈或損壞，會極大地影響艦艇的航行安全性和使用性能。 （5）破壞軍用艦艇的隱蔽性。劇烈的振動會輻射出強烈的噪聲，此時艦艇易被敵方發現、遭到敵方聲制導武器的鎖定和攻擊、觸發聲引信水雷等。 1.3 振動發生的一般原因及振動學分類 振動現象的產生是系統固有特性和外部影響因素相結合的結果。系統固有特性即彈性特性、慣性特性。外部影響因素，是指作用于系統的力、位移、速度、加速度等。振動學中，一般將引起物體振動的外部影響因素稱為激勵。機械振動僅在外界激勵的作用下發生，沒有外界激勵，系統是不會發生機械振動的，艦艇振動屬于機械振動的范疇。對于一個給定的振動系統，外界激勵是輸入，物體的振動是響應，兩者可由振動系統固有特性聯系在一起，如圖1.1所示。 圖1.1 激勵、振動系統和響應的關系 根據圖1.1，可將振動學研究的問題歸結為三類：①振動分析，即已知激勵和系統固有特性求系統響應；②系統識別，即已知激勵和響應求系統的固有特性；③振動環境預測，即已知系統固有特性和響應求激勵。艦艇振動問題錯綜復雜，艦艇振動學研究的問題涵蓋上述三個方面。 按照振動系統的物理特性，可將物體振動現象分為兩類：線性振動和非線性振動。做線性振動的系統稱為線性振動系統，線性振動系統的質量特性是保持不變的，彈性力和系統阻尼力與物體振動響應呈線性關系，本書所敘述的艦艇振動學屬于線性振動理論。不滿足上述條件之一的系統為非線性系統。 按照作用于系統的激勵是否具有確定性的特點，也可將物體振動現象分為確定性振動和隨機振動。作用于系統的激勵作用可用確定性的時間函數描述，系統的物理特性與時間變量無關，其響應是確定性的，稱為確定性振動。不滿足前述條件的振動即隨機振動。 本書主要介紹艦艇的確定性振動，介紹艦艇結構固有振動特性的求法，分析產生艦艇振動的原因（引起艦艇振動的激勵作用及求法），以及計算艦艇結構在給定激勵作用下結構響應的方法。 習 題 1 1.1 舉例工程和生活中的振動現象；懸在吊索上的吊燈的晃動是否屬于振動？ 1.2 軍艦航行時，艦員在甲板上直接感覺到了振動，試分析此時的振動體是什么結構？振動體的平衡位置在哪里？ 1.3 系統發生振動的必要條件是什么？舉例說明。 1.4 結合航海實習和乘船感受，舉例引起艦艇振動的激勵作用。 1.5 用彈簧懸掛一重物，將重物向下拉伸一個距離 ，然后將重物釋放，重物在鉛垂線上振動。已知，在20 s的時間內，重物往復運動了10次，試求重物振動的周期和頻率。此時，引起重物振動的激勵是什么？是持續激勵，還是瞬時激勵？ 1.6 艦艇航行時，艦艇尾部發生振動；艦艇錨泊時，艦艇尾部振動消失。試問引起該種尾部振動的激勵是持續激勵還是瞬時激勵？ 1.7 當結構在外加激勵作用下產生振動時，可產生哪些物理量的響應？ 1.8 對于鋼鐵之類的材料，如何對其變形進行假設，才能使其彈性恢復力成為線性的？ 1.9 試敘述線性振動和非線性振動的概念并進行舉例。 1.10 試敘述確定性振動和隨機振動的概念并進行舉例。 1.11 試敘述艦艇總振動概念并進行舉例。 1.12 試敘述艦艇局部振動概念并進行舉例。 第2章 單自由度系統的振動 2.1 系統簡化及單自由度系統 2.1.1 系統的簡化 艦艇結構振動問題分析的基本步驟是：將實際工程結構抽象成振動力學模型、針對振動力學模型建立相應的運動微分方程、求解運動微分方程、分析解的特性從而獲得結構振動特性和規律、依據結構振動特性和規律復核或修改結構設計。實際工程結構是非常復雜的，影響振動的因素很多，研究工程結構的振動規律時，必須將實際結構簡化、抽象成簡單或標準化的振動力學模型。簡化的基本方法是：將復雜的幾何形體簡化成簡單的幾何圖形，如一維梁、二維板等，將分布在空間幾何體中的質量集中在幾個有限的節點處，形成沒有體積的點質量m，系統的彈性特性用彈簧剛度k表示，系統的阻尼特性用阻尼系數c表示。在簡化過程中，要從振動分析理論出發，根據工程結構振動的主要特征和分析目的，抓住振動的主要因素并忽略次要因素，將實際結構簡化成與所用振動分析理論相符的振動力學模型，然后求出簡化模型的參數值（m、k、c）。 按振動系統的參數（m、k）特性，可將振動分析理論分成兩類：離散系統振動理論和連續系統振動理論。具有集中質量特性、集中彈性特性的振動系統，稱為離散振動系統，如質量-彈簧系統。具有分布質量特性、分布彈性特性的振動系統，稱為連續振動系統，如梁、板等結構。 圖2.1（a）是安裝在彈性梁上的電動機，其中梁的質量為m′，可將其簡化成圖2.1（b）所示的模型。這是將連續質量系統簡化成離散質量系統的例子，梁和電動機的質量均集中在中點，認為梁的其余部位沒有質量，僅有彈性特性。該模型可進一步簡化成質量-彈簧系統，如圖2.1（c）所示。簡化模型的參數值是：質量m、彈簧剛度k。 圖2.1 安裝在彈性梁上的電動機簡化模型 E為彈性梁的楊氏模量；I為彈性梁橫剖面慣性矩； 為彈性梁單位長度質量；l為彈性梁的長度； 為電動機質量 圖2.2（a）是艦艇上常見的加筋板結構，將舷側板架簡化成圖2.2（b）所示的振動模型，將強力甲板簡化成舷側板架的剛性鉸支座，將兩個甲板簡化成板架的交叉梁，將肋骨和外板簡化成板架的主向梁，將雙層底簡化成板架剛性固定支座。這是按連續系統理論簡化的，舷側外板結構的質量集中在板架梁上，在梁的所有部位均有質量和彈性特性。簡化模型的參數值是：梁的分布質量 、梁的分布剛度 。 圖2.2 加筋板結構簡化示意圖 2.1.2 系統的自由度 用參變量描述系統的瞬時空間位置狀態，確定系統瞬時空間狀態所需的獨立參變量的數目，即系統的自由度數。該類參變量又稱為廣義坐標，或簡稱坐標。 如圖2.3所示，按特定的簡諧規律振動的梁（如半個正弦波），其撓度曲線為 （2.1） 圖2.3 按特定簡諧規律振動的梁 顯然，只要給定 的值，梁的空間位置就可**地確定。 是描述系統瞬時空間狀態的參變量， 是以 為坐標基的廣義坐標值。 是梁的振動型式，簡稱為振型。當系統按一個給定的振型振動時，是1個自由度系統，又稱為單自由度系統。
書友推薦
- >
莉莉和章魚
- >
月亮與六便士
- >
姑媽的寶刀
- >
我與地壇
- >
伊索寓言-世界文學名著典藏-全譯本
- >
羅曼·羅蘭讀書隨筆-精裝
- >
詩經-先民的歌唱
- >
有舍有得是人生
本類暢銷
