磁彈性動力學是研究彈性運動體與電磁場相互作用的耦合理論,是多場耦合動力學的重要研究領域。本書是作者長期在結構磁彈性耦合動力學理論建模與非線性振動領域研究的系統(tǒng)總結。本書闡述力學變分原理和電磁基本理論,介紹非線性振動定性和定量分析的主要方法;基于能量變分原理和電磁理論,建立電磁場中面內運動薄板、旋轉運動圓板和軸向運動梁的磁彈性耦合動力學理論模型,包括電磁力模型、本構關系、電動力學方程和非線性振動方程等,并給出具體問題的簡化形式;應用非線性動力學分析方法,求得不同磁場條件和運動形式下系統(tǒng)非線性振動問題的理論解,得出振動響應、穩(wěn)定性以及分岔和混沌運動的表征結果,闡明物理參量的影響規(guī)律。
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1987.09-1991.06 湖南大學 工程力學 本科生/學士
1995.09-1998.01 燕山大學 固體力學 研究生/碩士
2000.02-2003.03 天津大學 一般力學與力學基礎 研究生/博士
1991.07-2002.12 燕山大學(東北重型機械學院) 助教、講師
2002.12-2005.12 燕山大學 副教授
2005.12-至今 燕山大學 教授、博導
2016.06-2016.11 澳大利亞莫納什大學 訪問學者
固體力學/非線性動力學;磁彈性力學現任:《振動與沖擊》期刊編委;《機械強度》期刊編委;河北省力學學會副理事長;省重點實驗室主任;中國機械工業(yè)教育協(xié)會力學專委會委員;河北省高等學校力學教指委委員。曾任:中國振動工程學會非線性振動專委會委員
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 磁彈性力學發(fā)展 1
1.2 薄板動力學研究 6
1.3 非線性振動研究方法 9
1.4 本書內容概述 11
參考文獻 13
第2章 力學變分原理與電磁基本理論 23
2.1 力學變分原理 23
2.1.1 變分基本概念 24
2.1.2 中心方程 29
2.1.3 哈密頓原理 31
2.2 電磁基本理論 39
2.2.1 麥克斯韋方程 39
2.2.2 介質電磁本構關系 41
2.2.3 電磁邊界條件 43
2.2.4 洛倫茲力 46
參考文獻 47
第3章 非線性振動基本分析方法 49
3.1 定性分析方法 49
3.1.1 基本概念 50
3.1.2 奇點分析 51
3.1.3 相軌跡性質 60
3.2 運動穩(wěn)定性理論 66
3.2.1 基本定義 67
3.2.2 李雅普諾夫直接方法 70
3.2.3 李雅普諾夫第一近似理論 72
3.3 近似解析方法 77
3.3.1 小參數法 78
3.3.2 多尺度法 85
3.3.3 平均法 91
3.3.4 諧波平衡法 96
參考文獻 98
第4章 面內運動薄板磁彈性動力學方程 100
4.1 基本能量關系 100
4.1.1 幾何方程和物理方程 101
4.1.2 應變能和動能 102
4.2 磁彈性非線性振動方程 108
4.2.1 外力功 108
4.2.2 非線性振動方程 110
4.3 電動力學方程 111
4.4 電磁力模型 114
4.5 幾種簡化情形 117
4.5.1 單向磁場環(huán)境 119
4.5.2 條形板情形 121
4.5.3 線性振動情形 122
4.5.4 非軸向運動情形 122
參考文獻 124
第5章 矩形薄板磁彈性耦合非線性振動 126
5.1 薄板磁彈性內共振 126
5.1.1 振動微分方程 126
5.1.2 內共振 129
5.1.3 主內聯合共振 132
5.1.4 共振特性規(guī)律 135
5.2 運動板磁彈性參數振動 138
5.2.1 參數振動方程 138
5.2.2 主參數共振 140
5.2.3 穩(wěn)定性分析 141
5.2.4 參振特性規(guī)律 142
5.3 分岔與動力響應數值解 146
5.3.1 非線性動力學方程 146
5.3.2 磁場控制量影響規(guī)律 148
5.3.3 激勵力控制量影響規(guī)律 151
參考文獻 154
第6章 旋轉運動圓板磁彈性動力學方程 157
6.1 基本能量關系 157
6.1.1 幾何方程和物理方程 157
6.1.2 應變能和動能 159
6.2 磁彈性非線性振動方程 167
6.2.1 外力功 168
6.2.2 非線性振動方程 169
6.3 電動力學方程 169
6.4 電磁力模型 172
6.5 幾種簡化情形 174
6.5.1 單向磁場環(huán)境 174
6.5.2 軸對稱情形 175
6.5.3 線性振動情形 176
6.5.4 非旋轉運動情形 177
參考文獻 178
第7章 圓薄板磁彈性耦合非線性振動 180
7.1 旋轉圓板磁彈性參數振動 180
7.1.1 參數振動方程 180
7.1.2 主參數共振 183
7.1.3 參強聯合共振 186
7.1.4 參振特性規(guī)律 189
7.2 旋轉圓板磁氣彈耦合振動 195
7.2.1 強迫振動方程 195
7.2.2 共振問題解析解 197
7.2.3 穩(wěn)定性分析 199
7.2.4 動態(tài)響應規(guī)律 199
7.3 感應磁場中圓板振動問題 210
7.3.1 感應磁場分布 210
7.3.2 自由振動方程 212
7.3.3 近似解析解 215
7.3.4 奇點穩(wěn)定性 217
7.3.5 頻率特性規(guī)律 218
參考文獻 222
第8章 軸向運動梁磁彈性模型與非線性振動 224
8.1 基本能量關系 224
8.1.1 幾何方程和物理方程 225
8.1.2 應變能和動能 226
8.2 磁彈性非線性振動方程 228
8.2.1 外力功 229
8.2.2 非線性振動方程 229
8.3 電磁力模型 231
8.3.1 導電彈性梁 231
8.3.2 鐵磁彈性梁 232
8.4 幾種簡化情形 233
8.4.1 橫向振動情形 234
8.4.2 線性振動情形 234
8.4.3 非軸向運動情形 235
8.4.4 單向振動情形 236
8.5 導電梁磁彈性主共振 237
8.5.1 振動微分方程 237
8.5.2 近似解析解 238
8.5.3 共振特性規(guī)律 241
8.6 導電梁磁彈性參數振動 246
8.6.1 參數振動方程 246
8.6.2 參強聯合共振 248
8.6.3 參振特性規(guī)律 249
參考文獻 252