Предисловие к русскому переводу
второго издания ...... 3
Предисловие......... 5
Система условных обозначений . . 7
Глава первая. Введение . . 10
Глава вторая. Теория расчета теплопередачи и гидравлического сопротивления теплообменников 19
Глава третья. Явления нестационарного теплового режима теплообменников ........ 57
Глава четвертая. Влияние свойств теплоносителя, зависящих от температуры..... 75
Глава пятая. Коэффициенты потери напора при внезапном сужении и расширении...... 80
Глава шестая. Аналитические решения для потока внутри труб 85
Глава седьмая. Соотношения для поверхностей с простой гео-
метрией, основанные на экспериментальных данных..... 99
Глава восьмая. Экспериментальные методы........ 108
Глава девятая. Геометрия поверхности теплообмена .... 112
Глава десятая. Данные для расчета теплоотдачи и гидравлического сопротивления ..... 133
Приложение I. Физические свойства теплоносителей и материалов, используемых в теплообменниках. 197
Приложение П. Примеры расчета характеристик теплообменника . . 204
Приложение III. Вывод зависимости
между эффективностью и NTU 215
Англо-американские меры, использованные в книге, и пересчет их в метрические.......218
Краткий словарь терминов и выражений, используемых в американской литературе по теплообмен-ным аппаратам.......219
Предметный указатель . . , 221
Тимошенко С. П., Колебания в инженерном деле.
Главная редакция физико-математической литературы издательства
«Наука», 1907, 444 стр.
Излагаются основы общей теории колебаний. Ее приложения к решению технических задач иллюстрированы различными примерами, взятыми из практики наблюдения над колебаниями машин и сооружений в эксплуатации. Первая глава посвящена колебаниям систем с одной степенью свободы. Во второй главе рассматриваются системы с нелинейными и переменными упругими характеристиками. Третья глава посвящена системам с двумя степенями свободы, а четвертая — системам с несколькими степенями свободы. В пятой рассматриваются колебания упругих тел, в частности колебания мостов, судовых корпусов, турбинных дисков и т. д.
Рис. 242, табл. 24, библ. ссылок 178
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к первому изданию.................... 5
Предисловие к третьему изданию................... 7
От переводчика............................ 8
ГЛАВА I СИСТЕМЫ С ОДНОЙ СТЕПЕНЬЮ СВОБОДЫ
1. Свободные гармонические колебания ............... 9
2. Крутильные колебания..................... 17
3. Применение уравнения энергии к задачам о колебаниях ..... 22
4. Метод Рэлея........................... 30
5. Критическая скорость вращающегося вала ............ 39
6. Вынужденные колебания: установившийся режим......... 45
7. Вынужденные колебания: переходный процесс.......... 50
8. Технические приложения теории вынужденных колебаний .... 54
9. Другие технические приложения................. 59
10. Уравновешивание вращающихся машин.............. 62
11. Демпфирование......................... 69
12. Свободные колебания с вязким сопротивлением.......... 72
13. Вынужденные колебания с вязким сопротивлением........ 78
14. Упругая подвеска машин с демпфированием ........... 87
15. Свободные колебания с сухим трением.............. 90
16. Вынужденные колебания с сухим трением и другими видами демпфирования ............................ 93
17. Общий случай периодической возмущающей силы......... 97
18. Общий случай возмущающей силы: переходный процесс...... 104
19. Общий случай возмущающей силы: графическое решение..... 115
20. Автоколебания.......................... 119
ГЛАВА II
СИСТЕМЫ С НЕЛИНЕЙНЫМИ И ПЕРЕМЕННЫМИ УПРУГИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ
-1 Примеры нелинейных систем................... 124
22. Свободные колебания систем с нелинейной восстанавливающей силой 128
23 Нелинейные колебания': графический метод............ 135
24. Свободные нелинейные колебания: численное решение ...... 141
^•> Приложение метода последовательных приближений к задачам о
свободных колебаниях ...................... 148
26- Вынужденные нелинейные колебания: установившийся режим . . 156
27. Применение метода Ритца к нелинейным колебаниям....... 162
~& Примеры переменных упругих характеристик........... 167
•®. Условия неустойчивости систем с переменными упругими характеристиками ............................ 175
1*
СИСТЕМЫ С ДВУМЯ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ
3 '. Примеры систем с несколькими степенями своСоды........184
31 Свободные колебания систем с двумя степенями свободы.....136
32 Примеры свободных колебаний..................192
33. Вынужденные колебания систем с двумя степенями свободы ... 201
34. Колебания с вязким сопротивлением...............205
35. Устойчивость установившегося режима движения.........216
36. Прецессия вращающегося вала, вызванная гистерезисом.....223
ГЛАВА IV СИСТЕМЫ С НЕСКОЛЬКИМИ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ
37. Свободные колебания систем с несколькими степенями свободы . . 229
38. Свободные крутильные колебания валов .............234
39. Приближенные методы вычисления собственных частот......239
40. Вынужденные крутильные коле2амия вала с несколькими дисками 249
41. Крутильные колебания коленчатого вала дизеля .........255
42. Поглотитель колебаний с сухим трением.............258
43. Поперечные колебания многоопорных валов .......... 261
44. Влияние гироскопического эффекта на критические скорости вращающихся валов.........................273
45. Влияние веса вала и дисков на критическую скорость......281
46. Влияние деформируемости валов на уравновешивание роторов . . 285
ГЛАВА v
КОЛЕБАНИЯ УПРУГИХ ТЕЛ
47. Свободные продольные колебания призматических стержней . . . 289
48. Вынужденные продольные колебания призматических стержней . . 297
49. Колебания стержня с грузом на конце..............302
50. Крутильные колебания круглых в-'лов..............309
51. Свободные поперечные колебания призматических стержней .... 314
52. Свободные колебания стержня с шарнирно опертыми концами . . 321 ' 53. Свободные колебания стержней с другими условиями на концах . . 326
• 54. Свободные колебания неразрезных балок.............331
55. Вынужденные колебания балки с опертыми концами .......334
56. Колебания мостов ........................346
• 57. Вынужденные колебания балок с различными условиями на концах 352
58. Колебания, вызываемые заданным движением некоторых поперечных сечений стержня........................356
59. Влияние осевых сил на поперечные колебания..........362
60. Колебания балок на упругом основании .............365
61. Метод Ритца...........................368
62. Колебания балок переменного поперечного сечения........373
63 Колебания судовых корпусов...................380
.-. " 64. Численные методы определения частот поперечных колебаний . . . 383 65. Совместные изгибно-крутильные колебания балок........392
• 66. Поперечный удар по балке....................396
67. Продольный удар по призматическому стержню..........401
68. Колебания кругового кольца...................409
69. Колебания мембран........................414
• 70. Колебания пластин........................424
71. Колебания турбинных дисков...................436
Предметный указатель........................443
ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ
С увеличением размеров и скоростей современных машин в инженерных расчетах становится все более и более важным решение задач, связанных с колебаниями. Хорошо известно, что только на основе теории колебаний могут быть полностью выяснены такие практически важные проблемы, как уравновешивание машин, крутильные колебания валов и зубчатых передач, колебания турбинных лопаток и турбинных дисков, прецессия вращающихся валов, колебания рельсового пути и мостов под действием движущихся грузов, колебания фундаментов. Лишь при помощи этой теории можно установить наиболее удачные пропорции конструкций, отодвигающие эксплуатационные условия работы машин возможно дальше от условий возникно-вения больших колебаний.
В настоящей книге излагаются основы общей теории колебаний, причем ее приложения к решению технических задач иллюстрированы различными примерами, взятыми во многих случаях из практики наблюдений над колебаниями машин и сооружений в эксплуатации. При создании этой книги автор следовал лекциям по колебаниям, читанным им в 1925 г. для инженеров-механиков компании Вестин-гауз (Westinghouse Electric and Manufacturing Company), а также некоторым главам ранее опубликованной книги по теории упругости *).
В общих чертах содержание книги следующее.
Первая глава посвящена гармоническим колебаниям систем с одной степенью свободы. Рассмотрена общая теория свободных и вынужденных колебаний и показано применение этой теории к уравновешиванию машин и к виброизмерительным приборам. Далее рассмотрен приближенный метод Рэлея для исследования колебаний более сложных систем; этот метод применен к вычислению критических скоростей вращающихся валов переменного поперечного сечения.
Вторая глава содержит теорию негармонических колебаний систем с одной степенью свободы. Изложены приближенные методы исследования свободных и вынужденных колебаний таких систем. Иссле-
*) Теооия vnovrocTH. т. II, 1916, СПб.
дован в деталях частный случай, когда жесткость системы изменяется во времени; результаты теории применены к исследованию колебаний электровозов с передачей спарниками.
В третьей главе рассмотрены системы с несколькими степенями свободы. Изложена общая теория колебаний таких систем и дано ее применение к таким инженерным задачам, как колебания экипажей, крутильные колебания валов, критические скорости вращения много-опорных валов, гасители колебаний.
Четвертая глава содержит теорию колебаний упругих тел. Рассмотрены задачи о продольных, крутильных и поперечных колебаниях призматических стержней, о колебаниях стержней переменного поперечного сечения, о колебаниях мостов, турбинных лопаток и изложена теория колебаний круговых колец, мембран, пластин и турбинных дисков.
В приложении дано краткое описание наиболее важной виброизмерительной аппаратуры, которая применяется при экспериментальных исследованиях колебаний.
Автор глубоко благодарен руководству компании Вестингауз, которая дала ему возможность уделить значительное время работе над рукописью и использовать в качестве примеров исследованные инженерами компании важные случаи колебаний машин. Он также пользуется случаем, чтобы поблагодарить многочисленных друзей, в различных формах содействовавших написанию книги, в особенности Дж. М. Лессельса, Дж. Ормондройда и Дж. П. Ден-Гартога, которые полностью прочли рукопись и дали много существенных советов. Он обязан также Ф. К. Виларму за изготовление чертежей и компании Ван-Ностранд за заботу об издании этой книги.
С. Тимошенко Анн Арбор, Мичиган,
22 мая 1928 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ К ТРЕТЬЕМУ ИЗДАНИЮ
После появления в 1928 г. первого издания книги «Колебания в инженерном деле» ее предмет вошел почти во все учебные планы подготовки инженеров-механиков. Изучение колебаний становится все более и более важным для инженеров-строителей и получило значительное развитие, в частности, в области нелинейных колебаний. Главной целью настоящего переработанного издания является приспособление книги к задачам обучения и отражение в ней наиболее важных новых результатов.
Глава 1, относящаяся к системам, имеющим одну степень свободы, полностью переработана с тем, чтобы охватить широкую область приложений; в главу добавлено значительное число задач. Глава II, посвященная нелинейным колебаниям, значительно расширена и содержит изложение ряда новых способов трактовки соответствующих задач. Чтобы сделать книгу более доступной для студентов, обладающих знаниями лишь в объеме элементарного курса динамики, в главах III и IV исключено применение уравнений Лагранжа и все выводы построены на более привычном принципе Даламбера. В остальном эти главы, относящиеся к системам с. несколькими степенями свободы, несущественно отличаются от предыдущих изданий. Глава V, посвященная колебаниям упругих тел, также полностью переработана; в ней рассмотрено несколько новых вопросов, как, например, совместные изгибно-крутильные колебания балок. Наконец, опущено приложение, посвященное виброизмерительным приборам. В последние годы техника измерения колебаний развилась столь значительно, что соответствующие вопросы оказались далеко выходящими за рамки книги настоящего объема. Читатели, интересующиеся этой проблемой, могут обратиться к книге М. Hetenyi, Handbook of Experimental Stress Analysis.
С. Тимошенко, Д. Х. Янг Пало Алто, Калифорния, ноябрь 1954 г.
Цена: 150руб.
