Деталі електронної книги
Drgania mechaniczne. 15 podstawowych wykładów
Włodzimierz Kurnik
Treść podręcznika podzielona jest na 15 wykładów. Każdy z wykładów jest spójnym kwantem wiedzy z przykładami obliczeniowymi. Każdy wykład kończy się zestawem pytań sprawdzających, które dotyczą najważniejszych spodziewanych efektów kształcenia. Drugi podział treści książki, to podział na 8 rozdziałów dotyczących różnych rozważanych zagadnień drganiowych. Każdemu rozdziałowi odpowiada jeden lub kilka wykładów. Rozdziały mają odrębną numerację podrozdziałów, wzorów, rysunków i przykładów, dzięki czemu można częściowo zmieniać kolejność ich studiowania, zaczynając jednak zawsze - po wiadomościach wstępnych - od drgań układów liniowych o jednym stopniu swobody.
Treść książki jest ściśle skoordynowana nie tylko z wykładem, któremu odpowiada, ale też z ćwiczeniami audytoryjnymi oraz z programem ćwiczeń laboratoryjnych, które w ramach kierunku Mechanika i Budowa Maszyn są integralną częścią przedmiotu pod nazwą "Drgania mechaniczne". Każde z tych ćwiczeń znajduje swoje odzwierciedlenie w przykładach omawianych w podręczniku.
Główny podział książki na rozdziały oparto na kryterium liczby stopni swobody i liniowości równań. Z tego punktu widzenia wyodrębniono w formie rozdziałów drgania liniowego układu o jednym stopniu swobody (rozdział 2), drgania układów liniowych o wielu stopniach swobody (rozdział 4) oraz drgania liniowych jednowymiarowych układów ciągłych (rozdział 5). Wiadomości wstępne zawierające istotę, znaczenie i klasyfikację drgań, modelowanie procesów i układów drgających oraz elementy analizy i syntezy harmonicznej zawarto w rozdziale 1. Rozdział 3 jest poświęcony analizie i interpretacji drgań układów o jednym stopniu swobody - liniowych i nieliniowych - na płaszczyźnie fazowej. Opisane są punkty osobliwe jako położenia równowagi układu drgającego. Pokazano także charakter trajektorii fazowych w otoczeniu punktów osobliwych, z uwzględnieniem ich stateczności. Celem tego rozdziału jest zdobycie umiejętności szkicowania obrazów fazowych układów drgających i rozpoznawania ich właściwości bez rozwiązywania ich równań. W rozdziale 6 przedstawiono podstawowe wiadomości dotyczące właściwości układów nieliniowych o jednym stopniu swobody - swobodnych i wymuszonych harmonicznie - na podstawie ich analizy metodą Galerkina.
Podręcznik kończą rozdziały 7 i 8 jako pojedyncze wykłady poświęcone odpowiednio drganiom parametrycznym i drganiom samowzbudnym, w formie bardziej poglądowej niż analitycznej, jednak z zachowaniem niezbędnego minimum, dotyczącego ich modeli, analizy i podstawowych właściwości.
Książka ściśle wiąże się z podręcznikiem "Wykłady z mechaniki ogólnej", wydanym po raz pierwszy w roku 2005 nakładem Oficyny Wydawniczej Politechniki Warszawskiej. Trzecie, poprawione wydanie tej książki ukazało się w roku 2017. Często odwołuje się do wiedzy zawartej w tym podręczniku i łącznie z nim stanowi swoistą całość. Kompletna wiedza z mechaniki ogólnej zawarta w wymienionym podręczniku nie jest warunkiem koniecznym do rozpoczęcia studiów w zakresie drgań mechanicznych, ale jej zrozumienie jest zdecydowanie pomocne w skutecznym opanowaniu wiedzy z zakresu drgań.
PRZEDMOWA 9
Rozdział 1: Wiadomości wstępne 13
Wykład 1
-
- Istota, występowanie i znaczenie drgań 13
- Modele układów drgających 14
- Modele oddziaływań wzbudzających drgania 16
- Klasyfikacja drgań 17
- Składanie drgań harmonicznych 18
- Analiza harmoniczna drgań okresowych 23
- Budowanie równań ruchu układów drgających 26
Pytania sprawdzające do wykładu 1 29
Rozdział 2: Drgania układu liniowego o jednym stopniu swobody 31
Wykład 2
-
- Modele fizyczne układów o jednym stopniu swobody 31
- Nieliniowe równanie ruchu i jego lokalna linearyzacja 32
- Rozwiązanie liniowego równania drgań swobodnych 35
- Logarytmiczny dekrement tłumienia 40
Pytania sprawdzające do wykładu 2 44
Wykład 3
-
- Istota i przykłady drgań wymuszonych 45
- Model matematyczny oscylatora liniowego z wymuszeniem harmonicznym 46
- Rozwiązanie równania ruchu oscylatora liniowego z wymuszeniem harmonicznym 47
- Drgania oscylatora liniowego przy wymuszeniu bezwładnościowym 53
- Drgania oscylatora liniowego przy wymuszeniu kinematycznym 55
- Amortyzacja drgań 57
Pytania sprawdzające do wykładu 3 60
Wykład 4
-
- Zasada superpozycji i drgania przy wymuszeniu poliharmonicznym 61
- Drgania oscylatora liniowego przy wymuszeniu dowolnym 63
- Zastosowanie liczb zespolonych do badania drgań z wymuszeniem harmonicznym 66
- Przykłady uzupełniające 67
Pytania sprawdzające do wykładu 4 73
Rozdział 3: Badanie i interpretacja drgań na płaszczyźnie fazowej 74
Wykład 5
-
- Płaszczyzna fazowa, trajektoria fazowa, obraz fazowy 74
- Punkty osobliwe układu liniowego 78
- Izokliny i trajektorie proste w obrazie fazowym 83
Pytania sprawdzające do wykładu 5 86
Wykład 6
-
- Mnogość punktów osobliwych i ich stateczność 87
- Trajektorie separujące 91
- Szkicowanie trajektorii i obrazów fazowych. Metoda izoklin 93
Pytania sprawdzające do wykładu 6 96
Rozdział 4: Drgania układów liniowych o wielu stopniach swobody 97
Wykład 7
-
- Ogólna postać równań ruchu układów liniowych o wielu stopniach swobody 97
- Drgania swobodne nietłumione 99
- Postać ruchu odpowiadająca zerowej częstości własnej 105
- Drgania swobodne tłumione 108
Pytania sprawdzające do wykładu 7 111
Wykład 8
-
- Drgania nietłumione wymuszone harmonicznie 112
- Drgania tłumione z wymuszeniem harmonicznym 116
- Dynamiczny eliminator drgań 118
- Drgania układów liniowych o wielu stopniach swobody przy wymuszeniu dowolnym 126
Pytania sprawdzające do wykładu 8 127
Rozdział 5: Drgania liniowych układów ciągłych 129
Wykład 9
-
- Wiadomości wstępne o ciągłych układach drgających 129
- Drgania swobodne struny 130
- Drgania swobodne podłużne pręta 138
- Drgania swobodne skrętne wału 141
Pytania sprawdzające do wykładu 9 144
Wykład 10
-
- Równanie drgań poprzecznych belki 145
- Drgania swobodne belki bez tłumienia 146
- Dyskretyzacja zagadnienia drgań swobodnych belki – metoda Rayleigha 156
Pytania sprawdzające do wykładu 10 160
Wykład 11
-
- Drgania belki wymuszone rozłożoną siłą harmoniczną 161
- Drgania belki wymuszone skupioną siłą harmoniczną 166
- Drgania belek wymuszone kinematycznie 168
Pytania sprawdzające do wykładu 11 172
Rozdział 6: Drgania układów nieliniowych 173
Wykład 12
-
- Pochodzenie i rodzaje nieliniowości układów drgających 173
- Właściwości nieliniowych drgań swobodnych nietłumionych 178
- Drgania swobodne tłumione tarciem suchym 181
Pytania sprawdzające do wykładu 12 184
Wykład 13
-
- Pochodzenie wymuszeń i ich modele matematyczne 185
- Właściwości nieliniowych drgań wymuszonych nietłumionych 186
- Wpływ tłumienia na rezonans układu z nieliniową charakterystyką sprężystą 191
- Rezonans ultra-sub-harmoniczny 192
Pytania sprawdzające do wykładu 13 193
Rozdział 7: Drgania parametryczne 194
Wykład 14
-
- Istota drgań parametrycznych 194
- Przykłady drgań parametrycznych w technice 195
- Przykładowa analiza równania Hilla – rezonans parametryczny 203
Pytania sprawdzające do wykładu 14 208
Rozdział 8: Drgania samowzbudne 209
Wykład 15
-
- Istota układów i drgań samowzbudnych 209
- Podstawowe właściwości drgań samowzbudnych 209
- Przykłady drgań samowzbudnych w technice 212
Pytania sprawdzające do wykładu 15 219
LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA 220
- Назва:Drgania mechaniczne. 15 podstawowych wykładów
- Автор:Włodzimierz Kurnik
- ISBN:978-83-8156-463-2, 9788381564632
- Дата видання:2022-10-14
- Формат:Eлектронна книга
- Ідентифікатор видання: e_2yfc
- Видавець: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej