从Duhamel原理观点看Duhamel积分DUHAMEL INTEGRAL IN THE PERSPECTIVE OF DUHAMEL'S PRINCIPLE
王怀磊
摘要(Abstract):
本文研究数学物理中的Duhamel原理(齐次化原理)与单自由度线性振动系统中的Duhamel积分之间的内在联系。从一般Duhamel原理思想出发,导出了Duhamel原理应用于单自由度线性振动系统时的两种积分形式,称为第一积分形式和第二积分形式。提出了贡献度函数的概念,探讨了两种不同贡献度函数及相应的两种积分形式的物理意义及各自之间的相互关系。通过进一步求解贡献度函数,揭示出单自由度振动系统中与Duhamel原理积分形式所对应的具体数学表达式即为系统的Duhamel积分,最后基于贡献度函数概念总结了Duhamel积分的物理意义。
关键词(KeyWords): 线性振动;Duhamel积分;Duhamel原理;Duhamel原理积分形式;贡献度函数
基金项目(Foundation):
作者(Author): 王怀磊
参考文献(References):
- [1] AROSIO A.Duhamel's principle for temporally inhomogeneous evolution equations in Banach space[J].Nonlinear Analysis:Theory,Methods & Applications.1984,8(9):997-1009.
- [2] UMAROV S R,SAIDAMATOV E M.A generalization of Duhamel's principle for differential equations of fractional order[J].Doklady Mathematics.2007,75(1):94-96.
- [3] UMAROV S R.On fractional Duhamel's principle and its applications[J].Journal of Differential Equations.2012,252(10):5217-5234.
- [4] 倪振华.振动力学[M].西安:西安交通大学出版社,1989.
- [5] ANGELUS J.Duhamel's Principle[M].Duct Publishing,2011.
- [6] 周学圣,张九思.数学物理方法[M].济南:山东科学技术出版社,1993.
- [7] 谷超豪,李大潜,陈恕行,等.数学物理方程[M].3版.北京:高等教育出版社,2012.
- [8] 梁昆淼.数学物理方法[M].5版.北京:高等教育出版社,2019.
- [9] 胡海岩.机械振动与冲击[M].北京:航空工业出版社,1998.
- [10] 刘延柱,陈文良,陈立群.振动力学[M].北京:高等教育出版社,1998.
- [11] 郑兆昌.机械振动(上)[M].北京:机械工业出版社,1980.
- [12] 季文美,方同,陈松淇.机械振动[M].北京:科学出版社,1985.
- [13] THOMSON W T,DAHLEH M D.Theoy of Vibration with Applications[M].5th ed.Upper Saddle River,NJ:Prentice Hall,1997.
- [14] KELLY S G.Mechanical vibrations:Theory and applications[M].Mason,OH:Cengage Learning,2011.
- [15] INMAN D J.Engineering Vibration[M].4th ed.Upper Saddle River,NJ:Pearson Education,Inc.,2014.
- [16] RAO S S.Mechanical vibrations[M].6th ed.Hoboken,NJ:Pearson Education,Inc.,2017.
- [17] 吴崇试,高春媛.数学物理方法[M].3版.北京:北京大学出版社,2019.
- [18] 王怀磊.关于Duhamel积分的进一步讨论[J].力学与实践,2022,44(1):155-158.WANG H L.Some further discussion on Duhamel integral[J].Mechanics in Engineering,2022,44(1):155-158.(in Chinese)