振动理论是现代许多科学技术领域的基础理论。现代工业对工程质量、产品精度及可靠性都提出了越来越高的要求,研究和解决工业工程中出现的各种振动问题已成为一项急迫的任务。在设计研制中,不仅要考虑静力效应,而且还要考虑动力效应。这样,振动理论也就必将成为广大科技人员必备的基础知识。机械振动课程对培养新时代的科技人才有着重要的作用和意义。
本教材符合机械工程研究生培养方案和教学大纲的要求,适用于机械工程研究生和高年级本科生的教学和学习。本教材由浅入深、理论严谨、结构合理、体例统一、文字精练,易于理解,数学概念与物理现象相协调,并且理论联系实际,具有广泛的适应性,便于学生更好地理解和掌握所学内容。本教材系统地介绍了工程实际中振动分析所需要的必备知识,详细阐述了振动理论的基本方法,在深入阐明各种振动现象的物理机理和数学分析的同时,也注意到了振动理论在机械和汽车等领域内的应用。全书共分9章,分别讨论了单自由度、多自由度、连续系统的特征值问题,及在各种类型激励作用下的稳态和瞬态响应分析,并介绍了振动分析的数值方法、非线性振动的定性和定量分析方法以及随机振动的基本知识。
本教材除了注重理论的系统性和完整性以外,还特别注意工程应用,力图把科研中的体会融入教学之中。本教材的主要特色为:
第一,本教材内容既系统又简明,既重视理论又强调实际,包括了现代振动工程中的基本精确与近似方法,便于有关工程技术人员阅读和作为工科院校研究生教材。
第二,本教材介绍了实用有效的数值分析方法,便于解决实际工程中的振动分析问题,这样会使学生学完之后,就可以将所学应用于解决一些实际问题。
第三,本教材包含工程实际中的多种机械和汽车模型的实例,便于培养出理论与实际相结合、把所学理论应用于实际以解决工程问题的科技人才。本教材的部分习题同样富有实用价值。
第四,本教材列举了具有工程实际背景的讨论题,并给出相应的解答,以便学生更好地理解和掌握所学内容。
读者只需具备高等数学、工程数学、理论力学与材料力学的基础知识,就可以学习本教材。本教材可作为高等理工科院校机械工程研究生和高年级本科生的教学用书,也可作为有关科技人员的参考用书。
在本书撰写过程中,作者参考了一些国内外资料,限于篇幅,在参考文献目录中只列出其中的一部分。在此,谨向原作者、编者表示衷心感谢。
本书为全国工程专业学位研究生教育国家级规划教材。在编著过程中,得到了清华大学出版社大力支持,在本书第1版出版以后,清华大学、上海交通大学、华中科技大学、中国科学技术大学、同济大学、北京理工大学、山东大学、武汉大学、大连理工大学、北京师范大学、西北工业大学、电子科技大学、东北大学、北京科技大学、南京理工大学、北京工业大学、燕山大学、杭州电子科技大学、安徽大学、湖南科技大学、河南理工大学、沈阳工业大学、长春工业大学、河北科技大学、河北工程大学、重庆理工大学、扬州大学、昆明理工大学、北京联合大学、宁波大学等多所高等院校和研究院所采用本书作为“机械振动”课程教材,在此一并表示谢意。
限于水平,书中缺漏和不当之处在所难免,敬请读者不吝批评指正。
张义民2017年12月于西子湖畔