本书系统地论述了线性振动、非线性振动、随机振动等振动理论基础和分析方法、工程结构系统的分析方法、复杂的流固耦合振动问题分析及振动测试与控制的基本原理与技术,并通过对若干工程振动问题的分析,说明振动理论在工程中的应用。本书取材广泛、内容新颖,既阐明基本概念,又注重理论在工程中的应用。
本书可作为机械、车辆交通、土木水利、能源、航空航天和力学等专业的研究生、本科生教材也可供相关工程领域的科技人员参考。
本书是作者在总结多年研究生和工程硕士振动理论课程教学经验,融合了作者参与国家攀登项目、国家博士后基金项目、清华大学基础研究基金项目及与许多企业科研合作项目的科研成果,并注意吸收国内外振动领域研究的新成果的基础上编写完成的。
本书共分10章。
第1章介绍振动理论研究的基本内容和基本方法。
第2章阐述单自由度线性系统振动,包括自由振动、定常强迫振动、任意激振下的动力响应及冲击响应谱等内容。这章内容是线性振动理论的基础。
第3章介绍多自由度线性系统振动,包括建模的分析力学方法、解题的矩阵分析方法,重点介绍实模态与复模态分析技术、具有刚体模态和重特征值的系统分析、特征灵敏度分析、用传递矩阵法建立轴系(或梁系)振动方程、振动特征值问题的数值解法及Collatz包含定理。
第4章介绍弹性体(或连续体、分布参数系统)振动的理论和方法,重点介绍弦、杆、轴、梁、圆环、薄膜、板、壳等常见弹性体的建模技能和分析方法。
第5章介绍工程结构系统分析的实用方法,包括集中质量法、有限元单元法、里兹(Ritz)法、子空间迭代法、动态子结构的模态综合法。本章也对结构计算模型修正作了介绍。
第6章介绍线性和非线性随机振动理论,并介绍工程上常见的随机振动问题。
第7章系统地介绍非线性系统自由振动和强迫振动的理论和方法,分析方法包括解析法和数值解法。本章对非线性的物理特性、稳定性、分岔与混沌进行了介绍。
第8章介绍工程上比较复杂的流固耦合振动问题及解题思路。
第9章介绍振动测试与振动控制的有关原理和技术,包括传感器测试原理、模态试验技术、基于振动的在线监测与故障诊断技术、隔振与减振原理和主动与半主动振动控制技术。
第10章通过齿轮振动分析、重型载货汽车振动数值模拟、发动机涡轮增压器转子振动、大跨度桥梁的模态参数识别和振动筛有限元振动特性分析等五个工程实例,介绍振动理论的应用。