- 铸造起重机人机环境系统动力学建模方法与应用
- - 作者：辛运胜|责编:马媛馨
  - 出版社：冶金工业
  - ISBN：9787524002642
  - 出版日期：2025/07/01
  - 页数：174
- 售价：31.6

内容大纲
本书详细介绍了铸造起重机人机环境系统动力学建模方法及其应用。全书共分7章，主要内容包括铸造起重机系统动力学与人体振动舒适性、机械系统动力学建模与分析理论、轨道缺陷模型及运行冲击系数理论、司机-起重机-轨道系统动态建模与优化、基于精细积分法的人体各部位动力学响应与分析、考虑高温环境的起重机刚柔耦合系统动态响应、理论突破与研究展望等。
本书可供特种设备设计、人机工程等领域的科研人员和工程技术人员阅读，也可供高等院校机械工程、工业工程、控制科学与工程等专业的师生参考。
作者介绍
辛运胜，男，博士/博士后，副教授/高级工程师，硕士生导师，太原科技大学机械工程学院高端工程机械与矿山装备研究所副所长，太原科技大学师德标兵，武汉大学访问学者。兼任《起重运输机械》期刊青年编委及国内外多个高水平期刊审稿人，中国振动工程学会、中国人类工效学学会会员。从事重大装备结构动力学分析、重大装备人机工程设计与试验研究、机械装备工业设计理论等工作。主持山西省重点研发计划、山西省基础研究计划及山西省教学改革等省级项目10项。获授权发明专利3项、实用新型专利及外观专利8项、软件著作权2项，实施专利成果转化1项。获得机械工业科学技术奖二等奖1项，参编专著《工程机械绿色设计与制造技术》1部。发表学术论文30余篇，其中SCI/EI收录20余篇。
目录
1  铸造起重机系统动力学与人体振动舒适性
  1.1  铸造起重机作业风险与安全挑战
  1.2  起重机动态特性与结构疲劳研究进展
    1.2.1  起重机动态分析
    1.2.2  移动力与移动质量作用下动力学分析
  1.3  振动暴露对人体健康的影响机制
    1.3.1  振动引起的人体疲劳损伤研究
    1.3.2  人体生物力学模型
    1.3.3  舒适性评价方法
  1.4  环境耦合作用下的系统响应
    1.4.1  轨道缺陷
    1.4.2  高温环境
  1.5  以往研究的局限性
  1.6  研究框架与技术路线
2  机械系统动力学建模与分析理论
  2.1  引言
  2.2  动力学问题有限元法
    2.2.1  单元动力学有限元
    2.2.2  质量矩阵
    2.2.3  阻尼矩阵
  2.3  集中参数法建模
  2.4  狄拉克函数与拉格朗日方程
    2.4.1  狄拉克函数
    2.4.2  拉格朗日方程
  2.5  非线性多自由度系统运动方程求解与分析
    2.5.1  振型叠加法
    2.5.2  基于Lagrange体系的直接积分法
    2.5.3  基于Hamilton体系的精细积分法
  2.6  频域分析方法
    2.6.1  傅里叶变换
    2.6.2  功率谱估计（Welch算法）
3  轨道缺陷模型及运行冲击系数理论
  3.1  引言
  3.2  无焊接轨道缺陷模型建立与分析
    3.2.1  轨道缺陷分析的必要性
    3.2.2  车轮通过轨道缺陷过程模拟
  3.3  轨道高低缺陷下冲击系数研究
    3.3.1  理论方程推导
    3.3.2  运行速度和高低缺陷大小对冲击系数的影响
    3.3.3  高低缺陷下冲击过程分析
  3.4  轨道间隙缺陷下冲击系数研究
    3.4.1  理论方程推导
    3.4.2  运行速度和缺陷间隙大小对冲击系数的影响
  3.5  高低缺陷与间隙缺陷耦合作用分析
  3.6  铸造起重机车轮与轨道缺陷冲击过程分析
  3.7  运行冲击系数理论结果的实验验证
    3.7.1  实验目的
    3.7.2  测试设备及方法
    3.7.3  测试结果
    3.7.4  有限元计算结果

    3.7.5  结果分析
4  司机-起重机-轨道系统动态建模与优化
  4.1  引言
  4.2  司机-起重机-轨道系统振动模型
    4.2.1  系统模型合理性分析
    4.2.2  振动模型假设
    4.2.3  系统运动方程
  4.3  人体舒适性定量评价方法
    4.3.1  烦恼率模型
    4.3.2  加权加速度均方根
    4.3.3  振动强度模糊隶属度函数
      4.3.4  烦恼率模型与ISO  2631-1:1997/Amd.1  :2010评价一致性分析
  4.4  工程计算与铸造起重机实测结果对比
    4.4.1  不同因素对大车和人体振动的影响
    4.4.2  模型计算结果的有效性分析
  4.5  动态优化设计数学模型
  4.6  基于烦恼率的起重机系统动态优化
    4.6.1  动态优化模型
    4.6.2  优化设计方法
    4.6.3  优化设计流程
  4.7  铸造起重机动态优化工程应用
    4.7.1  数值计算结果
    4.7.2  计算结果讨论
5  基于精细积分法的人体各部位动力学响应与分析
  5.1  引言
  5.2  起重机司机非线性生物力学模型
    5.2.1  七自由度人体模型描述
    5.2.2  人体振动模型假设
    5.2.3  非线性人体模型的运动方程
  5.3  人体非线性振动分析与评价方法
    5.3.1  人体线性振动频域分析法
    5.3.2  人体非线性振动时域分析法
    5.3.3  人体振动损伤评价标准
  5.4  司机-起重机-轨道系统数学模型
    5.4.1  二维起重机-轨道模型
    5.4.2  人体各部位与三维起重机-轨道耦合模型
  5.5  精细积分法在人体振动分析中的计算流程
  5.6  工程应用
    5.6.1  起重机运行和轨道缺陷对人体各部位振动的影响
    5.6.2  人体各部位位移响应与舒适性分析
    5.6.3  座椅特性对人体各部位振动影响
    5.6.4  人体非线性因素的影响
    5.6.5  模型有效性分析
6  考虑高温环境的起重机刚柔耦合系统动态响应
  6.1  引言
  6.2  移动质量作用下的主梁动态响应物理模型
    6.2.1  承受移动质量的简支梁振动模型
    6.2.2  考虑吊重摆动的小车运行物理模型
  6.3  考虑温度及司机室影响因素的起重机动力学模型
    6.3.1  仅考虑司机室影响的动力学模型

    6.3.2  考虑温度及司机室影响因素的动力学模型
  6.4  系统模型的有效性验证
    6.4.1  移动质量作用下的主梁响应
    6.4.2  吊重摆动验证
  6.5  工程应用
    6.5.1  起重机主梁和吊重摆角的动态响应
    6.5.2  司机室动态响应分析
    6.5.3  非线性因素对系统振动的影响
  6.6  温度-起重机刚柔耦合系统动力学响应
    6.6.1  实验目的
    6.6.2  实验过程
    6.6.3  考虑高温环境下的主梁和司机室动态响应
  6.7  各因素对主梁和司机室振动影响的对比分析
7  理论突破与研究展望
  7.1  核心研究成果与理论贡献
  7.2  理论创新与技术突破
  7.3  展望与未来研究方向
附录
  附录A  符号和术语表
  附录B  起重机振动系统参数含义及取值
  附录C  起重机动态优化系统方程中矩阵形式
  附录D  人体各部位振动方程中矩阵形式
  附录E  移动质量作用下振动方程中矩阵的形式
参考文献

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作者介绍

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