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序言1

第一章 单自由度系统振动1

§1 振动微分方程式1

目录1

§2 无阻尼自由振动3

一 无阻尼自由振动微分方程式3

二 固有频率计算方法5

§3 阻尼自由振动7

一 振动微分方程式及其解7

二 小阻尼8

三 临界阻尼11

四 大阻尼11

五 表征系统阻尼的其他参数12

一 振动微分方程式及其解13

§4 简谐激振力作用下的无阻尼强迫振动13

二 无阻尼纯粹（定态）强迫振动的性质15

三 无阻尼强迫振动的动放大系数18

§5 简谐激振力作用下的阻尼强迫振动20

一 振动微分方程式及其解20

二 纯粹（定态）强迫振动的性质22

三 阻尼强迫振动的幅频特性及动放大系数25

四 简谐激振力作用下系统的速度、加速度响应27

§6 幅值与频率平方成正比的激振力作用下的阻尼31

强迫振动31

§7 支座位移产生的强迫振动和拾振仪的基本原理33

一 支座作简谐振动时的阻尼强迫振动33

二 拾振仪基本原理35

§8 任意周期性激振力作用下的阻尼强迫振动38

§9 任意激振力作用下的强迫振动40

一 冲量作用下的强迫振动40

二 任意激振力作用下的强迫振动42

§10 振动系统的能量研究45

一 确定固有频率的能量法45

二 阻尼系统强迫振动的能量关系46

第二章 多自由度系统振动49

§1 概述49

§2 自由振动微分方程式的矩阵表示52

一 柔度矩阵及刚度矩阵52

二 特征方程、特征值及特征向量55

三 耦合座标及主座标59

一 无阻尼动力减振器62

§3 减振器62

二 阻尼减振器66

第三章 直杆振动72

§1 直杆弯曲振动的基本假设及微分方程式72

一 直杆弯曲振动的基本假设72

二 直杆弯曲振动微分方程式73

§2 均匀直杆弯曲自由振动的解析法75

一 边界条件及初始条件75

二 固有频率及固有振形76

三 均匀直杆弯曲自由振动特性83

§3 弹性基础及轴向力对均匀直杆弯曲振动的影响84

一 弹性基础的影响84

二 轴向力的影响86

一 受分布简谐激振力作用的解86

三 弹性基础及轴向力同时存在的影响87

§4 均匀直杆的弯曲强迫振动88

二 受集中简谐激振力作用的解91

三 受集中简谐激振力矩作用的解95

四 支座作简谐位移运动的解96

§5 直杆弯曲振动的能量法104

一 瑞利法104

二 相当法113

§6 均匀直杆的纵向振动及扭转振动116

一 均匀直杆纵向自由振动116

二 圆杆扭转自由振动120

第四章 板架振动计算122

§1 概述122

一 两根交叉梁组成的简单板架124

§2 板架固有频率的计算124

二 由一根交叉构件和多根等间距布置的相同主向125

梁组成的板架125

三 由两根交叉构件和多根等间距布置的相同主向127

梁组成的板架127

四 由多根等间距布置的相同主向梁和相同交叉构128

件组成的板架128

五 考虑剪切时板架固有频率的计算130

六 考虑剪切和转动惯量时板架固有频率的计算134

七 利用相当法计算任意板架的固有频率138

八 利用相当法计算四周自由支承板架固有频率的143

例子143

九 有强肋骨框架加强的机舱底部板架固有频率的152

近似计算152

十 考虑舱壁处弹性固定影响时板架固有频率的计算158

十一 按给定的振形曲线计算板架固有频率171

十二 梯形板架的固有频率计算175

十三 机舱双层底固有频率的估算公式202

§3 附连水重量的计算214

一 矩形板的附连水重量215

二 圆板的附连水重量217

三 扇形板的附连水重量217

四 开孔矩形板的附连水重量（双面接触水）218

五 长方体水舱舱壁振动时的附连水重量218

§4 具有柔性元件时板架固有频率的计算226

一 机座具有柔性构件时板架固有频率的计算226

二 板架—减振器—机器系统固有频率的计算以及减振228

器刚度的选择228

二 支座位移引起板架强迫振动的计算231

§5 板架的强迫振动计算231

一 概述231

三 集中力作用下的板架强迫振动计算233

四 力矩作用下的板架强迫振动计算233

五 由一根自由支承交叉构件和多根间断的自由支承主向梁组成的板架强迫振动计算〔10〕234

六 板架上安装带有减振器的不平衡机械时的强迫236

振动计算236

第五章 连续梁和平面刚架的振动计算243

§1 连续梁固有频率的计算〔5〕243

一 利用三弯矩法计算连续梁的固有频率243

二 利用角位移法计算连续梁的固有频率248

§2 平面刚架固有频率的计算251

一 不可动节点平面刚架固有频率的计算252

二 可动节点平面刚架固有频率的计算254

§3 圆拱固有频率的计算255

§4 圆环固有频率的计算256

一 拉伸振动256

二 扭转振动257

三 弯曲振动258

第六章 板的振动计算259

§1 概述259

一 绝对刚性板的弯曲振动微分方程式260

二 利用相当法求解平板横振动261

§2 绝对刚性板的固有频率262

一 矩形板的第一谐调固有频率262

二 其他各种直线形周界板第一谐调固有频率268

三 圆板的固有频率274

四 有缺口的深肋板腹板的固有频率276

五 弹性支承在构件上的板的固有频率277

§3 正交异性板的固有频率289

§4 铺层板的固有频率291

§5 夹层板的固有频率293

§6 加强板的固有频率302

§7 中面力对平板横振动的影响306

§8 考虑支撑影响时板筒形弯曲振动计算309

§9 板的振动应力计算313

第七章 船体总振动317

§1 概述317

一 研究船体总振动的重要性317

二 舷外水对船体总振动的影响318

微分方程式324

§2 计及剪切和剖面旋转影响时船体总振动324

§3 应用迁移矩阵法计算船体总振动固有频率及326

固有振形326

一 迁移矩阵法基本原理326

二 频率方程式及其求解、固有频率及固有振形曲线328

三 计算程序及其应用330

四 船体总振动计算中的几个影响因素335

§4 应用能量法计算船体总振动固有频率339

§5 应用经验方法估算船体总振动固有频率348

一 英国船舶研究协会（B.S.R.A）推荐的方法348

二 日本造船设计便览推荐的方法370

三 托德（Todd）公式374

§6 上层建筑纵向振动计算375

§7 周期性激振力作用下船体阻尼强迫总振动379

§8 集装箱船固有频率计算383

第八章 轴支架、轴包架以及螺旋桨叶片固有频率388

的计算388

§1 轴支架固有频率的计算388

§2 轴包架固有频率的计算391

§3 螺旋桨叶片固有频率的计算393

第九章 船舶振动激振力计算398

§1 柴油机激振力的计算398

一 柴油机运动部件惯性力产生的不平衡力及399

力矩的计算399

二 活塞对气缸壁的侧推力引起的激振力矩的计算406

三 机体横向弯曲振动产生的惯性力418

§2 螺旋桨激振力的计算427

一 概述及分类427

二 表面力的计算430

三 轴承力的计算442

四 表面力及轴承力的某些实测资料444

§3 通风机及电动机激振力的计算448

§4 波浪激振力451

§5 卡门涡旋、司脱罗哈频率、卡门力459

第十章 振动标准461

§1 概述461

§2 人体对振动的反应以及振动标准461

§3 机械设备的振动标准468

§4 船体结构的振动应力标准470

第十一章 隔振设计472

§1 隔振原理472

一 积极隔振472

二 消极隔振476

§2 隔振系统固有频率的计算479

§3 减振器的特性483

一 橡胶减振器的特性483

二 圆柱形螺旋钢弹簧的设计486

三 其他材料的隔振元件489

§4 隔振设计步骤494

一 确定隔振对象的激振力频率f。494

二 确定减振器刚度494

三 选择减振器型号495

四 预估隔振对象的重心位置495

五 验算隔振效率495

六 绘制减振器布置与安装图496

§5 隔振设计实例496

§1 影响船舶振动的主要因素499

第十二章 船舶设计阶段对振动问题的考虑499

一 避免结构共振502

§2 解决振动问题的途径502

二 减小激振力幅值512

三 减小激振力的传递521

§3 设计阶段考虑振动问题的一般步骤525

第十三章 实船振动测量与数据处理528

§1 实船振动测量的设备及标定方法528

一 激振设备529

二 测量记录设备533

§2 实船总振动测量方法539

一 实船总振动激振试验539

二 实船航行总振动试验544

二 局部结构的航行振动测量545

§4 螺旋桨引起的脉动压力的测量545

一 局部结构的激振试验545

§3 实船局部结构振动测量方法545

§5 主机、轴系、推力轴承和其他辅助机械设备546

振动的测量及其评价546

一 测点布置546

二 评价方法549

§6 实船振动测量的记录格式551

§7 实船振动测量数据的处理555

一 复合周期振动的分析方法555

二 统计分析方法562

三 随机振动数据的分析562

附录 船舶总振动计算源程序572

参考文献580