機動學（修訂版）（附MATLAB範例光碟片） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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作者纍積多年教學經驗，這本是專門針對大學機動學相關課程編寫而成。全書由基本概念開始乃至於速度、加速度分析，和各種機構的解說，文句淺顯易懂、圖錶清晰明暸，並配閤MATLAB計算程式應用，期使增加讀者學習的興趣，為學習機動學的最佳教本。適閤技術學院、科大及大學機械係之機動學、機構學課程使用及相關從業人員自習進修之用。

本書特色

　　1.針對機構的特性，基本的運動觀念且深入淺齣的介紹，可使讀者暸解機動學原理，元件的結構及其相互間運動關係。
　　2.本書以MATLAB程式配閤例題，使讀者能實際應用軟體操作並可達到省略計算的目的。
　　3.適用於技術學院、科大、大學機械係之機動學、機構學課程使用，也可做為從業人員相關自習進修之用。

工程力學前沿探索：理論、分析與應用實踐 圖書名稱：工程動力學基礎與高級應用 作者： [此處填寫作者姓名或團隊] 齣版社： [此處填寫齣版社名稱] 齣版年份： [此處填寫齣版年份] --- 內容簡介 本書旨在為讀者提供一套全麵、深入且具有高度實踐指導意義的工程動力學理論體係與分析方法。它不僅涵蓋瞭經典動力學領域的核心概念，更著重於將理論知識與現代工程問題的復雜性相結閤，特彆是那些涉及非綫性、隨機性以及多物理場耦閤的動態係統。全書結構嚴謹，邏輯清晰，力求在保證理論嚴密性的同時，突齣其在實際工程設計、故障診斷和性能優化中的應用價值。 第一部分：經典動力學基礎的再審視與深化 (Fundamentals Revisited and Deepened) 本部分緻力於鞏固和提升讀者對經典牛頓-歐拉力學體係的理解，將其提升至現代分析的高度。 第一章：質點和剛體動力學的解析基礎 本章從運動學描述入手，詳細探討瞭時間、空間坐標係的選擇對運動方程形式的影響，特彆是慣性係與非慣性係之間的轉換。重點分析瞭牛頓第二定律在約束係統中的應用，引入瞭虛功原理和達朗貝爾原理作為建立運動微分方程的替代性、更具普適性的方法。對於剛體的概念，不僅闡述瞭其運動分解（平動與轉動），還深入分析瞭轉動慣量張量、主軸與主慣性矩的計算，為後續復雜剛體動力學問題奠定數學基礎。 第二章：振動理論的譜係與模態分析 振動學是動力學研究的核心分支。本章首先係統迴顧瞭單自由度（SDOF）和多自由度（MDOF）係統的自由振動與受迫振動響應。在MDOF部分，重點講解瞭正交化過程、特徵值問題（固有頻率與模態嚮量）的求解。為瞭應對實際工程中的復雜性，本章還詳細介紹瞭粘滯阻尼與非粘滯阻尼（如庫侖阻尼）的處理方法，並引入瞭模態疊加法的嚴格推導及其在結構動力響應預測中的應用局限性與修正方法。對於連續體係統，本章首次引入瞭歐拉-伯努利梁和剪切變形梁的運動方程，並給齣瞭關鍵邊界條件下的級數解法。 第三章：Lagrange與Hamilton力學的現代解讀 本章將動力學分析提升到能量和變分原理的高度。詳細闡述瞭Lagrange方程（第一類和第二類）的建立過程，強調瞭廣義坐標選擇的有效性與優越性。隨後，係統地介紹瞭Hamilton正則方程的建立及其與Lagrange方程的對偶關係。通過對哈密頓量的深入剖析，讀者將能更好地理解係統守恒律和相空間行為，為後續的哈密頓係統理論和混沌分析打下基礎。 第二部分：非綫性、隨機與現代分析技術 (Nonlinear, Stochastic, and Advanced Methods) 本部分是本書的重點和難點，旨在彌閤經典理論與現代復雜工程係統間的鴻溝。 第四章：非綫性動力學的幾何與拓撲分析 當係統振幅較大或存在間隙、摩擦等非綫性因素時，綫性方法失效。本章專注於非綫性動力學的定性分析。詳細介紹瞭相平麵分析法，包括奇點（平衡點）的分類、相軌綫繪製，以及極限環的判定。對於更高維度的係統，引入瞭龐加萊截麵法來揭示係統的周期性、準周期性乃至混沌行為。本章特彆關注瞭分岔理論的基礎知識，解釋瞭軟激勵與硬激勵下的顫振（Flutter）和發散現象的物理機製。 第五章：參數激勵與係統穩定性 本章專門討論瞭係統參數隨時間周期性變化的係統（如帶有鏇轉質量或可變長度的係統）。詳細推導瞭Mathieu方程和Hill方程，並利用Floquet理論對參數激勵係統的穩定性進行瞭嚴格判據分析（如用梅尼耶判據確定穩定性邊界）。這對於理解轉子動力學、航空器控製律的周期性擾動至關重要。 第六章：隨機振動理論與可靠性評估 現實世界的載荷往往是隨機的（如風荷載、地震波）。本章係統介紹瞭隨機過程的基礎理論，包括平穩過程、遍曆性、功率譜密度（PSD）的概念及其與自相關函數的關係。重點在於如何將隨機輸入轉化為係統的隨機輸齣響應（如均方差譜密度法）。最後，引入瞭隨機減速法（Random Decrement Technique）和濛特卡洛模擬，用於評估結構在隨機載荷下的疲勞損傷與可靠性指標。 第三部分：計算方法與工程實踐的橋梁 (Computational Approaches and Engineering Synthesis) 本部分強調如何利用先進的數值工具來解決解析方法難以處理的復雜問題，並展示其在典型工程領域的應用。 第七章：數值積分的精度與穩定性 對於高維、強非綫性的動力學問題，數值積分是唯一可行的途徑。本章對比分析瞭中心差分法、Newmark-β法、龍格-庫塔法（Runge-Kutta Methods）的原理、步進誤差特性和穩定性邊界。特彆強調瞭顯式與隱式積分方法的選擇原則，以及如何通過時間步長的優化來平衡計算效率與結果精度。 第八章：模態疊加與瞬態響應的數值實現 本章將模態分析結果與數值積分結閤，詳細闡述瞭模態響應法在瞬態分析中的應用。討論瞭如何處理阻尼矩陣（Rayleigh阻尼與比例阻尼）對模態正交性的影響。此外，還深入探討瞭直接積分法（Direct Integration）在處理強非綫性和衝擊載荷問題時的優勢與不足。 第九章：先進應用案例分析 本章選取瞭兩個典型的復雜動力學問題進行深入剖析： 1. 地震工程中的非綫性結構響應： 考慮結構屈服和基礎搖擺（Soil-Structure Interaction, SSI）效應，利用滯後恢復力模型（如Bouc-Wen模型）模擬高層建築在罕遇地震下的動態曆程與性能評估。 2. 高速鏇轉機械的動力學建模： 針對渦輪或壓縮機葉片的鏇轉效應（陀螺效應）、不平衡激勵以及接觸碰撞問題，建立耦閤瞭離心力與科裏奧利力的非綫性模型，並進行臨界轉速分析和動態穩定性驗證。 結語： 本書的編寫風格注重邏輯的嚴密推導和對物理意義的深刻闡釋。它超越瞭傳統教材的範疇，特彆適閤於研究生、從事結構動力學、機械動力學、航空航天動力學及土木工程領域的工程師和研究人員，作為深入學習和工程實踐的參考手冊。通過對本書內容的學習，讀者將具備分析和解決現代復雜動態工程問題的堅實理論基礎和高效的數值工具箱。

第1章　緒　論
1-1　前　言
1-2　機器原理
1-3　名詞定義
1-4　機動學之應用
1-5　設計過程
1-6　參考書籍

第2章　機構之組成
2-1　機構之運動
2-2　機構圖
2-3　機構組件
2-4　標示符號
2-5　機構之倒置

第3章　機構之自由度
3-1　拘束性運動
3-2　機構之可動度
3-3　古魯伯公式
3-3.2　範例
3-4　空間機構之可動度
3-5　可動度之組閤
3-6　惰性自由度
3-7　過度拘束連桿
3-8　機構之閤成
3-9　生物體的動作分析

第4章　四連桿機構
4-1　四連桿機構
4-2　葛拉索定理
4-3　連桿組之幾何分析

第5章　機構的運動
5-1　運動的傳遞
5-2　傳遞速度
5-3　連桿之驅動
5-4　速度瞬心

第6章　連桿之運動分析
6-1　相對運動量之關係
6-2　麯柄滑塊分析
6-3　四連桿機構之運動分析
6-4　映象原理
6-5　柯氏加速度

第7章　滾動機構分析
7-1　滾動接觸的力學
7-2　虛擬連桿之應用
7-3　凸輪機構之分析

第8章　凸　輪
8-1　凸輪之應用
8-2　凸輪之分類
8-3　相關術語
8-4　凸輪工作麯綫
8-5　凸輪之設計
8-6　其他凸輪機構

第9章　齒　輪
9-1　滾動輪的模擬
9-2　齒輪分類
9-3　相關術語
9-4　周節與徑節
9-5　輪齒之模擬
9-6　漸開綫齒形
9-7　齒輪之嚙閤
9-8　齒輪之標準
9-9　內齒輪
9-10　齒輪之製造

第10章　齒　列
10-1　普通齒列
10-2　復式齒列
10-3　星狀齒輪係
10-4　斜齒輪星狀齒列
10-5　差速齒輪的應用
10-6　行星齒輪的組閤

第11章　其他特殊機構
11-1　棘輪機構
11-2　間歇齒輪
11-3　擒縱機構
11-4　單嚮離閤器機構
11-5　日內瓦綫性機構
11-6　歐漢偶閤
11-7　萬嚮接頭
11-8　定速接頭

附　錄
MATLAB之應用
參考書目
中英文索引

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坦白說，我在學生時期，對機動學的學習經驗，一直都不是那麼順遂。那時候，總覺得書本上的內容，離我實際的生活和未來工作，好像有點遙遠。很多概念，尤其是涉及到動力學的部分，常常覺得很抽象，很難將它們和現實世界中的物體運動聯繫起來。 這一次，重新翻閱這本《機動學（修訂版）》，我纔真正體會到，原來機動學可以這麼有趣，這麼貼近生活。書中很多例子，都用瞭非常貼切的比喻，例如在講解慣性時，就用瞭「搭公車時，公車突然煞車，人會往前傾」這個例子，這是我每天都在經歷的事情，但從來沒有想過，它其實就是慣性在作祟。 再像是能量守恆的部分，也用瞭「遊樂園的雲霄飛車」來做說明，從高處滑下獲得動能，衝上高點消耗動能轉換為位能，這些生動的比喻，讓我一下子就抓住瞭核心概念。這種將抽象的理論，轉化為具體、易懂的現象，真的讓我在學習的過程中，感到非常輕鬆，也更有成就感。

评分☆☆☆☆☆

這本書最讓我驚豔的地方，其實是它對於「可視化」和「互動性」的重視。現在很多新的學術書籍，都開始強調這一點，但真正能做到讓讀者「有感」的，其實不多。這本《機動學（修訂版）》，在這方麵做得相當齣色。 首先，書中的插圖和圖錶，非常精緻，而且能夠非常準確地傳達複雜的物理概念。我經常發現，看一張圖，比看一堆文字，更能幫助我理解。例如，在講解剛體繞固定軸轉動時，書中會用一係列的圖，展示不同時間點上，物體的位置、速度和加速度的變化，這種視覺化的呈現方式，讓抽象的運動概念變得具體可感。 其次，MATLAB範例光碟片，更是將「互動性」提升到瞭一個全新的層次。我不再是被動地接收知識，而是可以主動地去探索。我可以修改參數，觀察模擬結果的變化，甚至可以嘗試修改程式碼，來實現一些自己的想法。這種「玩」著學習的過程，讓學習機動學的體驗，變得非常有趣，也更有成效。 它讓我深刻體會到，現代的學術學習，不僅僅是知識的傳遞，更是一種體驗式的學習。透過視覺化和互動，我們可以更深入地理解和掌握知識。

评分☆☆☆☆☆

我必須說，這本《機動學（修訂版）》的「修訂版」三個字，真的不是隨便加的。它在原有紮實的基礎上，做瞭許多讓我感到驚喜的改進。最明顯的就是，它在講解一些比較「難啃」的章節時，比如剛體動力學中的歐拉方程，或者多自由度係統的振動分析，作者明顯花瞭更多的心思，來讓這些內容變得更加清晰易懂。 我還記得，過去在學習類似內容時，常常會被那些複雜的數學符號和推導過程搞得暈頭轉嚮，根本抓不住重點。但是，在這本書裡，作者透過更精準的圖示、更淺顯的比喻，以及將數學公式與物理意義緊密結閤，讓我能夠更有效地掌握這些核心概念。 而且，光碟片中的MATLAB範例，也得到瞭更新和優化。我試著跑瞭幾個之前版本可能沒有的範例，發現程式碼更簡潔，模擬結果也更精確。這讓我感覺到，這本書是真的有在與時俱進，不斷地更新和提升，而不是一本停留在過去的教科書。這對於我們這些需要不斷學習新知識的工程師來說，是非常重要的。

评分☆☆☆☆☆

老實說，我對於「附MATLAB範例光碟片」這件事，一開始並沒有抱太大的期待，畢竟過去接觸過的學術書籍，附帶的軟體範例，有時候會因為版本問題，或是程式碼寫得不夠友善，而變得難以使用。但是，這本《機動學（修訂版）》的MATLAB光碟片，真的讓我颳目相看！它提供的範例程式碼，不僅清晰易懂，而且每個範例都緊密結閤瞭書本上的理論內容，可以直接拿來跑，觀察模擬結果。 我印象最深刻的是，書中在講解複雜的運動模擬時，例如多連桿機械臂的運動學分析，光是用手算，或者理解書本上的數學推導，都已經夠費勁瞭。但是，透過MATLAB的模擬，我可以直接輸入參數，然後看到機械臂在螢幕上動起來，各種角度、速度的變化一目瞭然。這不僅讓我更直觀地理解瞭理論的應用，也讓我對MATLAB這個工具，有瞭更深的認識。而且，光碟片裡的範例，涵蓋瞭從基礎的直線運動、圓周運動，到更進階的鏇轉運動、係統動力學模擬，幾乎涵蓋瞭書本上所有的重要章節。

评分☆☆☆☆☆

身為一個在颱灣科技業的工程師，每天都在跟各種機械、電子、甚至是一些跨領域的係統打交道。坦白說，機動學，這個聽起來好像很「學術」的科目，其實在我們的日常工作中，扮演著非常關鍵的角色。舉個例子，我們在設計自動化設備時，需要精確計算機械手臂的運動軌跡，確保它能準確地抓取和放置工件；我們在開發無人載具時，更需要精準的動力學模型來控製它的飛行或行駛；甚至是在設計產品的防震結構時，也離不開對振動和衝擊的分析。 過去，我總覺得，自己在機動學的知識上，總是有那麼一點「不夠紮實」，尤其是在遇到一些比較複雜的動力學問題時，會覺得有點力不從心。這本《機動學（修訂版）》的齣現，對我來說，真的是一本及時雨。它不僅重新梳理瞭機動學的核心概念，更重要的是，它將這些理論知識，與實際的工程應用緊密地結閤瞭起來。 我特別欣賞書中提到的那些「案例分析」，這些案例，都是從實際的工程問題齣發，然後用機動學的原理來進行分析和解決。這讓我能夠更清楚地看到，書本上的理論，是如何在真實世界中發揮作用的。而且，附帶的MATLAB範例光碟片，更是讓我能夠親自動手，透過模擬來驗證書中的理論，並嘗試解決一些實際的工程問題。

评分☆☆☆☆☆

老實說，作為一個在工程領域工作一段時間的人，我已經看過不少相關的書籍，有時候難免會覺得，內容都大同小異，很難再有什麼突破。但是，這本《機動學（修訂版）》，真的讓我眼前一亮。它在傳承機動學核心概念的基礎上，又融入瞭許多新的視角和方法。 我特別欣賞它對於「係統思維」的強調。它不隻是把機動學看作是孤立的力學定律，而是將其融入到一個更廣泛的係統中去考量。例如，在分析機器人的運動時，它會同時考慮到動力學、控製學，甚至是一些材料力學的因素。這種跨領域的整閤，讓機動學的應用，變得更加全麵和實用。 而且，書中對於「數值方法」的應用，也寫得相當深入。特別是MATLAB範例，讓我能夠親自動手，體驗如何利用數值方法來求解複雜的動力學問題。這對於我們在實際工程中，遇到一些解析解難以獲得的問題時，是非常有幫助的。它讓我知道，即使是再複雜的問題，也有可能透過閤理的數值方法和工具來解決。

评分☆☆☆☆☆

真的！收到這本《機動學（修訂版）》之後，簡直是讓我驚喜連連！身為一個在工程領域摸爬滾打多年的老鳥，坦白說，機動學這個科目，過去在我眼中一直有點像個神秘的魔咒，概念多、公式雜，常常讓人頭昏腦脹，尤其是要跟實際應用連結時，更是霧裡看花。但是，這本書的齣現，完全顛覆瞭我過去的刻闆印象。光是翻開目錄，就感受到一股紮實的學術底蘊，但是更讓我眼睛一亮的是，它並沒有把這些理論知識冰冷地擺在那邊，而是很巧妙地將整個學科的發展脈絡、核心概念，都用一種非常清晰、有邏輯的方式呈現齣來。 我特別喜歡它對「運動學」和「動力學」這兩個核心概念的鋪陳。它不是直接丟給你一堆數學公式，而是從最根本的物理現象齣發，例如物體的位移、速度、加速度，然後再逐步深入到牛頓定律、能量守恆、動量守恆等原理。書中大量的圖示和示意圖，真的幫瞭大忙，我常常覺得，透過這些圖，我好像能親眼看到物體在運動的軌跡，理解力量是如何作用在物體上，以及這些作用如何改變物體的運動狀態。而且，它在解釋一些比較抽象的概念時，例如慣性、力矩、角動量，也運用瞭很多貼近生活的例子，像是騎腳踏車、玩溜溜球，甚至是高速鏇轉的陀螺，這些例子讓艱澀的理論一下子變得生動有趣，不再是書本上的死知識，而是可以聯想到實際生活的物理現象。

评分☆☆☆☆☆

從事機械設計工作多年，我經常需要在實務上應用到機動學的原理，像是分析結構的受力、計算零件的運動軌跡、預測係統的動態響應等等。過去，我總是依賴一些現成的軟體工具，或是憑藉經驗來進行判斷。但是，當遇到一些比較複雜、不尋常的設計挑戰時，就會顯得力不從心，有時候甚至會因為對機動學原理理解不夠深入，而導緻設計齣現問題。 《機動學（修訂版）》的齣現，真的就像是給我打開瞭一扇新的大門。它係統性地梳理瞭機動學的知識體係，讓我對整個學科有瞭更全麵的認識。書中對於各種運動模式的分析，例如平麵運動、空間運動，以及各種力學模型的建立，都寫得非常詳盡，而且清楚地指齣瞭各種模型的適用範圍和限製。 更重要的是，書中大量的圖解和範例，讓我能夠將理論知識與實際工程應用聯繫起來。我曾經遇到一個結構動力學的問題，當時束手無策，但是翻到書中關於振動分析的章節，發現書中的解釋和分析方法，正好能幫助我找到問題的根源，並提齣有效的解決方案。這讓我深刻體會到，紮實的理論基礎，對於解決實際工程問題有多麼重要。

评分☆☆☆☆☆

我不得不說，這本書的編排方式，真的很「颱灣味」！那種細膩、貼心，把讀者當成「學生」一樣，一步一步引導的感覺，在坊間的教科書裡真的不多見。它並不是那種高高在上的學術著作，而是更像是個經驗豐富的老師，很有耐心地陪你一起學習、一起剋服睏難。 我特別欣賞它在每個章節後，都會設計一些「思考題」和「習題」。這些習題，有的是引導你思考理論的應用範圍，有的則是需要你動手計算，驗證書本上的公式。而且，我發現，書中的習題，難度是有漸進式的，從最基本的概念驗證，到需要綜閤運用多個理論纔能解決的問題，循序漸進，讓你不會覺得壓力太大，又能確實地加深對知識的理解。 更難能可貴的是，它在講解一些比較複雜的物理概念時，會用很多「類比」的方式，例如將力的作用比喻成推門的力道，將慣性比喻成物體「懶得改變運動狀態」的傾嚮，這種生活化的比喻，非常容易讓人理解，即使是對物理不是很有把握的讀者，也能透過這些類比，建立起正確的概念。

评分☆☆☆☆☆

這本《機動學（修訂版）》之所以讓我印象深刻，還有一個很重要的原因，就是它對於「數學工具」的運用，處理得非常到位。機動學本身就是一門高度依賴數學的學科，像是微積分、嚮量、微分方程等等，這些都是不可或缺的。過去，我常常會覺得，書本上為瞭推導公式，而寫一堆數學證明，有時候會讓人看得眼花撩亂，甚至會忽略瞭背後的物理意義。 但是，這本書的作者，似乎非常清楚讀者在學習過程中的痛點。他們在介紹數學工具時，並不是把數學本身當成目的，而是強調這些數學工具是如何幫助我們理解和描述物理現象。例如，在介紹速度和加速度時，就巧妙地運用瞭微積分的概念，但同時也會提醒讀者，速度代錶的是「變化的快慢」，加速度代錶的是「速度變化的快慢」，從物理意義上加深理解。 而且，光碟片中的MATLAB範例，更是將這些數學工具的應用，以一種非常直觀的方式呈現齣來。我可以看到，透過MATLAB的指令，如何將複雜的數學方程，轉化成具體的運動模擬，如何透過參數的改變，觀察物理係統的響應變化。這讓我對數學在機動學中的作用，有瞭全新的認識，不再覺得數學隻是枯燥的符號，而是強大的分析工具。