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鑄造起重機人機環境系統動力學建模方法與應用

  • 作者：辛運勝|責編:馬媛馨
  • 出版社：冶金工業
  • ISBN：9787524002642
  • 出版日期：2025/07/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：174
人民幣：RMB 79 元      售價：元
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內容大鋼
    本書詳細介紹了鑄造起重機人機環境系統動力學建模方法及其應用。全書共分7章，主要內容包括鑄造起重機系統動力學與人體振動舒適性、機械系統動力學建模與分析理論、軌道缺陷模型及運行衝擊係數理論、司機-起重機-軌道系統動態建模與優化、基於精細積分法的人體各部位動力學響應與分析、考慮高溫環境的起重機剛柔耦合系統動態響應、理論突破與研究展望等。
    本書可供特種設備設計、人機工程等領域的科研人員和工程技術人員閱讀，也可供高等院校機械工程、工業工程、控制科學與工程等專業的師生參考。
作者介紹
辛運勝|責編:馬媛馨
    辛運勝，男，博士/博士后，副教授/高級工程師，碩士生導師，太原科技大學機械工程學院高端工程機械與礦山裝備研究所副所長，太原科技大學師德標兵，武漢大學訪問學者。兼任《起重運輸機械》期刊青年編委及國內外多個高水平期刊審稿人，中國振動工程學會、中國人類工效學學會會員。     從事重大裝備結構動力學分析、重大裝備人機工程設計與試驗研究、機械裝備工業設計理論等工作。主持山西省重點研發計劃、山西省基礎研究計劃及山西省教學改革等省級項目10項。獲授權發明專利3項、實用新型專利及外觀專利8項、軟體著作權2項，實施專利成果轉化1項。獲得機械工業科學技術獎二等獎1項，參編專著《工程機械綠色設計與製造技術》1部。發表學術論文30余篇，其中SCI/EI收錄20余篇。
目錄
1  鑄造起重機系統動力學與人體振動舒適性
  1.1  鑄造起重機作業風險與安全挑戰
  1.2  起重機動態特性與結構疲勞研究進展
    1.2.1  起重機動態分析
    1.2.2  移動力與移動質量作用下動力學分析
  1.3  振動暴露對人體健康的影響機制
    1.3.1  振動引起的人體疲勞損傷研究
    1.3.2  人體生物力學模型
    1.3.3  舒適性評價方法
  1.4  環境耦合作用下的系統響應
    1.4.1  軌道缺陷
    1.4.2  高溫環境
  1.5  以往研究的局限性
  1.6  研究框架與技術路線
2  機械系統動力學建模與分析理論
  2.1  引言
  2.2  動力學問題有限元法
    2.2.1  單元動力學有限元
    2.2.2  質量矩陣
    2.2.3  阻尼矩陣
  2.3  集中參數法建模
  2.4  狄拉克函數與拉格朗日方程
    2.4.1  狄拉克函數
    2.4.2  拉格朗日方程
  2.5  非線性多自由度系統運動方程求解與分析
    2.5.1  振型疊加法
    2.5.2  基於Lagrange體系的直接積分法
    2.5.3  基於Hamilton體系的精細積分法
  2.6  頻域分析方法
    2.6.1  傅里葉變換
    2.6.2  功率譜估計（Welch演算法）
3  軌道缺陷模型及運行衝擊係數理論
  3.1  引言
  3.2  無焊接軌道缺陷模型建立與分析
    3.2.1  軌道缺陷分析的必要性
    3.2.2  車輪通過軌道缺陷過程模擬
  3.3  軌道高低缺陷下衝擊係數研究
    3.3.1  理論方程推導
    3.3.2  運行速度和高低缺陷大小對衝擊係數的影響
    3.3.3  高低缺陷下衝擊過程分析
  3.4  軌道間隙缺陷下衝擊係數研究
    3.4.1  理論方程推導
    3.4.2  運行速度和缺陷間隙大小對衝擊係數的影響
  3.5  高低缺陷與間隙缺陷耦合作用分析
  3.6  鑄造起重機車輪與軌道缺陷衝擊過程分析
  3.7  運行衝擊係數理論結果的實驗驗證
    3.7.1  實驗目的
    3.7.2  測試設備及方法
    3.7.3  測試結果
    3.7.4  有限元計算結果

    3.7.5  結果分析
4  司機-起重機-軌道系統動態建模與優化
  4.1  引言
  4.2  司機-起重機-軌道系統振動模型
    4.2.1  系統模型合理性分析
    4.2.2  振動模型假設
    4.2.3  系統運動方程
  4.3  人體舒適性定量評價方法
    4.3.1  煩惱率模型
    4.3.2  加權加速度均方根
    4.3.3  振動強度模糊隸屬度函數
      4.3.4  煩惱率模型與ISO  2631-1:1997/Amd.1  :2010評價一致性分析
  4.4  工程計算與鑄造起重機實測結果對比
    4.4.1  不同因素對大車和人體振動的影響
    4.4.2  模型計算結果的有效性分析
  4.5  動態優化設計數學模型
  4.6  基於煩惱率的起重機系統動態優化
    4.6.1  動態優化模型
    4.6.2  優化設計方法
    4.6.3  優化設計流程
  4.7  鑄造起重機動態優化工程應用
    4.7.1  數值計算結果
    4.7.2  計算結果討論
5  基於精細積分法的人體各部位動力學響應與分析
  5.1  引言
  5.2  起重機司機非線性生物力學模型
    5.2.1  七自由度人體模型描述
    5.2.2  人體振動模型假設
    5.2.3  非線性人體模型的運動方程
  5.3  人體非線性振動分析與評價方法
    5.3.1  人體線性振動頻域分析法
    5.3.2  人體非線性振動時域分析法
    5.3.3  人體振動損傷評價標準
  5.4  司機-起重機-軌道系統數學模型
    5.4.1  二維起重機-軌道模型
    5.4.2  人體各部位與三維起重機-軌道耦合模型
  5.5  精細積分法在人體振動分析中的計算流程
  5.6  工程應用
    5.6.1  起重機運行和軌道缺陷對人體各部位振動的影響
    5.6.2  人體各部位位移響應與舒適性分析
    5.6.3  座椅特性對人體各部位振動影響
    5.6.4  人體非線性因素的影響
    5.6.5  模型有效性分析
6  考慮高溫環境的起重機剛柔耦合系統動態響應
  6.1  引言
  6.2  移動質量作用下的主梁動態響應物理模型
    6.2.1  承受移動質量的簡支梁振動模型
    6.2.2  考慮吊重擺動的小車運行物理模型
  6.3  考慮溫度及司機室影響因素的起重機動力學模型
    6.3.1  僅考慮司機室影響的動力學模型

    6.3.2  考慮溫度及司機室影響因素的動力學模型
  6.4  系統模型的有效性驗證
    6.4.1  移動質量作用下的主梁響應
    6.4.2  吊重擺動驗證
  6.5  工程應用
    6.5.1  起重機主梁和吊重擺角的動態響應
    6.5.2  司機室動態響應分析
    6.5.3  非線性因素對系統振動的影響
  6.6  溫度-起重機剛柔耦合系統動力學響應
    6.6.1  實驗目的
    6.6.2  實驗過程
    6.6.3  考慮高溫環境下的主梁和司機室動態響應
  6.7  各因素對主梁和司機室振動影響的對比分析
7  理論突破與研究展望
  7.1  核心研究成果與理論貢獻
  7.2  理論創新與技術突破
  7.3  展望與未來研究方向
附錄
  附錄A  符號和術語表
  附錄B  起重機振動系統參數含義及取值
  附錄C  起重機動態優化系統方程中矩陣形式
  附錄D  人體各部位振動方程中矩陣形式
  附錄E  移動質量作用下振動方程中矩陣的形式
參考文獻

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