國外著名振動教材書籍介紹

1、國外著名振動教材書籍今天從陳立群老師的科學網(wǎng)博客看到一篇介紹國外振動力學教材的博文,覺得挺有參考價值，于是轉(zhuǎn)載了這篇博文。值得一提的是，陳老師介紹的一部專著-William T. Thomson和Marie Dillon Dahleh合作完成的Theory of Vibration with Application（5th edtion),是我學習振動力學的主要書籍之一。記得這本書是幾年前在清華大學校園的書店購買，由清華大學出版社影印，到現(xiàn)前我雖已反復仔細閱讀了很多遍，但仍舊經(jīng)常拿出來翻閱參考，愛不釋手。陳老師介紹的另一部教材是Daniel J. Inman的Engineering Vibra

2、tions，也是國際上廣受好評的振動力學書籍，由于這本書沒有電子版，于是我就從圖書館借來（由于山口大學圖書館沒有，還是從其他大學圖書館轉(zhuǎn)借），復印后我反復閱讀了多遍，獲益很深，他的另一部專著-Vibration with Control,是學習振動控制的優(yōu)秀教材，也是我經(jīng)常翻閱參考的振動專業(yè)書籍之一。另外，有一部陳老師沒有提到的專著就是Ray W. Clough和Joseph Penzien合著的Dynamics of Structures，這是一部極其經(jīng)典的結(jié)構(gòu)動力學著作，它偏重于土木結(jié)構(gòu)方面，這本書的電子版在網(wǎng)上廣泛流傳，也因此它成為我開始學習振動力學的第一本書籍，后來在深入學習有限元時，

3、才知道在有限元發(fā)展歷程中，有限元這一名詞是Ray W. Clough 在20世紀50年代首先提出的，他對有限元的發(fā)展以及有限元的工程應用做出了了很大貢獻。 振動是國內(nèi)理論與應用力學專業(yè)和工程力學專業(yè)本科必修課，也是機械、土木、航空等專業(yè)本科生或研究生的選修課。北美大學的情況基本類似，機械、土木、航空、航天和工程力學系一般都開設振動課程。初級課程由學過工程力學(靜力學和動力學)的二、三年級本科生選修，高級課程主要是研究生選修甚至必修。土木系的初級振動課程有時也稱為結(jié)構(gòu)動力學，有些大學甚至是同門課程，不同的名稱和編號。據(jù)筆者所見，歐美至少出版了幾十種振動教材。本文僅討論部分比較“新”的教材，即19

4、95年后出版或再版的。最新的如2006年以后出版的教材，筆者還沒有仔細閱讀。另外，限于筆者外語能力，所謂“國外”教材主要是英語教材，包括歐洲大陸學者用英語出版的教材。而且，本文不討論沒有涉及基本振動理論例如單自由度線性振動的高級課程教材。筆者試圖盡可能簡要地分析各種教材在取材和處理方面的特點，并簡介作者。最后在結(jié)束語中總結(jié)這些教材及其作者的特點。 順便一提，在20多年前筆者開始教書的時候，提到國外原版教材總有種可望不可及的感覺，既見不到，也買不起。漸漸地情況發(fā)生變化。首先，隨著研究經(jīng)費和教學項目經(jīng)費的增加，原版教材變得相對便宜，一般在千元之內(nèi)，可以通過外文書店向境外出版商訂購。其次，國內(nèi)的圖書

5、公司引入某些教學版本，相對便宜，每冊價格通常只有二、三百元。第三，有些出版社取得外國教材的版權(quán)在境內(nèi)重印發(fā)行，價格更低。第四，有些高校購買國外期刊電子版本的同時也購買了相應出版社的書籍電子版，這種書籍雖然以專著居多，但也有少量教材。最后，不少大學的圖書館原版藏書已經(jīng)大為增加。更不用說教師們有更多出境交流的機會。因此，現(xiàn)在的問題不再是看不到原版教材，而是教材太多來不及看。希望本文能在讀者選擇教材時有所幫助。1 傳統(tǒng)教材及其更新 對我國振動教學的影響影響很大的國外教材當推Timoshenko等的工程中的振動問題(S. Timoshenko, S. H. Young, W. Weaver. Vibr

6、ation Problems in Engineering (4th ed.). John Wiley & Sons, 1974，521頁)，Meirovitch的振動分析基礎和Thomson的振動理論及其應用。這些書早期不同版本均有漢譯本。其共同特點是以確定性線性振動為主，按單自由度、兩自由度、多自由度、連續(xù)體敘述，也包括少量非線性振動和隨機振動。這些書在北美也是經(jīng)典教材，形成振動教學的傳統(tǒng)內(nèi)容。其中Timoshenko等的書在第五版(W. Weaver, S. P. Timoshenko, S. H. Young. Vibration Problems in Engineering (5t

7、h ed.). Wiley-Interscience, 1990, 624頁)中補充了非線性系統(tǒng)的數(shù)值方法并增加有限元法一章，然后未見再版，目前采用的較少。Meirovitch的書和Thomson的書都有新的版本，并被廣為采用。 Thomson與Dahleh合作完成振動理論及其應用(W. T. Thomson, M. D. Theory of Vibration with Applications (5th ed.), Prentice Hall, 1997, 543頁)的新版。內(nèi)容包括振蕩性運動，自由振動，簡諧激勵振動，暫態(tài)振動，兩和多自由度系統(tǒng)的振動，振動系統(tǒng)的特性，拉氏方程，計算方法，連

8、續(xù)系統(tǒng)弦線、桿、軸和梁的振動，有限元法，連續(xù)系統(tǒng)的模態(tài)疊加方法，經(jīng)典計算方法，隨機振動，非線性振動。各章附有習題。該書取材適當，對些基本內(nèi)容的講解很細致，并安排了大量的例題；對擴展性內(nèi)容如隨機振動、非線性振動的介紹簡明扼要。新版中增加了MATLAB應用的內(nèi)容，包括應用導論、數(shù)值例題和計算習題。該書還具有篇幅適中和行文嚴謹?shù)奶攸c。因此被北美多所大學采用為教材。Thomson是加州大學圣巴巴拉分校機械工程系的榮休教授，還寫過空間動力學引論(1961)和Laplace變換(1960)等教材。 Meirovitch推出了新書振動原理和技巧(L. Meirovitch. Principles and T

9、echniques of Vibrations. Prentice Hall, 1997, 694頁)。內(nèi)容包括線性系統(tǒng)理論的概念和技巧，牛頓力學和分析力學原理，單自由度系統(tǒng)，多自由度系統(tǒng)，代數(shù)本征值問題的定性分析和計算技巧，連續(xù)體的精確解和近似方法，有限元法。每章有總結(jié)、習題和參考文獻。該書的特點是強調(diào)在線性系統(tǒng)理論的框架內(nèi)分析振動問題，特別是在有限維問題中尤為突出，作者認為這樣更能抓住不同振動問題的相似動力學特性；作者努力追求數(shù)學的嚴格性，對本征值問題的定性特征做了出色描述，對各種算法的原理也有透徹說明；該書還包括些在其他振動教材中不常見的內(nèi)容，如非對稱系統(tǒng)的本征值問題，代數(shù)本征值的分離定

10、理和攝動，微分本征值問題的變分方法和積分方法，陀螺連續(xù)體和阻尼連續(xù)體等。作者希望該書能成為他振動分析方法的更新版，而1967年出版的振動分析方法曾被稱為振動中的“圣經(jīng)”，30年后平裝重印(L. Meirovitch. Analytical Methods in Vibrations. Prentice Hall, 1997, 576頁)。除補充新內(nèi)容外，原來的隨機振動內(nèi)容全部刪除，而增添了穩(wěn)定性分析和線性化的內(nèi)容。因此，振動原理和技巧主要是作高級課程教材，雖然也包括初級課程的內(nèi)容。更適合做初級課程教材的是振動基礎(L. Meirovitch. Fundaments of Vibrations.

11、 McGraw Hill, 2001, 806頁)，筆者曾經(jīng)專文評介該書(力學與實踐, 2006, 36(1): 90-91)，在此不再贅述。 總體上也屬于比較傳統(tǒng)的教材還有Shabana的振動理論導論(A. A. Shabana. Theory of Vibration: An Introduction (2nd ed.). Springer, 1996, 347頁)和離散和連續(xù)系統(tǒng)振動(A. A. Shabana. Vibration of Discrete and Continuous Systems (2nd ed.). Springer, 1997, 393頁)。前者內(nèi)容包括動力學方

12、程建立和線性化，線性常系數(shù)常微分方程，單自由度系統(tǒng)的自由振動、受迫振動和對非周期力的響應，多自由度系統(tǒng)，和桿的縱振和扭振及梁的橫向振動；后者內(nèi)容包括剛體動力學和單自由度振動，分析力學，多自由度系統(tǒng)，連續(xù)體系統(tǒng)，有限單元法，本征值分析方法。每章有習題，全書有參考文獻。前書的特點是通俗，起點低，只討論最基本的問題，如多自由度一章主要是關(guān)于兩自由度的；后書包括些專題性內(nèi)容，如粘彈性桿的縱向振動。兩書均強調(diào)數(shù)值方法，在前書中還有用直接積分分析非線性問題的算例；也比較注意振動問題的工程背景，前書有專節(jié)討論機構(gòu)和結(jié)構(gòu)的理想化，兩書中均有工程系統(tǒng)的實物照片。作者Shabana是伊利諾伊大學芝加哥分校機械工程

13、系教授，以多體動力學研究聞名，還著有計算動力學(2001第二版)和多體系統(tǒng)動力學(2005第三版)等。 Tongue 的振動原理(B. H. Tongue. Principles of Vibration (2nd ed.). Oxford University Press, 2002, 518頁)在內(nèi)容上也沒有超出傳統(tǒng)的范圍，盡管風格比較獨特。內(nèi)容包括單自由度系統(tǒng)的自由振動、受迫振動和對非周期激勵和沖擊的響應，多自由度系統(tǒng)的振動，連續(xù)體振動，近似求解方法，憑經(jīng)驗的工程，實驗方法和現(xiàn)實世界行為。每章以導論說明該章主題，章后附有按節(jié)布置的習題，全書附有文獻和建議讀物。該書的突出特點是作者試圖用輕

14、松、非正式的方式表達，敘述文字非?？谡Z化，還有相當數(shù)量的漫畫；作者的本意是給學生增加些學習的快樂，但口語化的表達對我們進行雙語教學的教師備課很有幫助。作者專門增加關(guān)于經(jīng)驗工程的一章，展示工程師思考問題的方法，盡快地得出足夠好的近似解而不是精確解，還討論了近似解的驗證問題。最后一章除信號處理和振動測量外還簡要地討論了隨機振動和非線性效應。全書的數(shù)值計算都是用MATLAB完成。作者Tongue是加州大學Berkeley分校機械工程系教授，還著有教材靜力學：平衡系統(tǒng)的分析和設計(2004)、動力學：運動系統(tǒng)的分析和設計(2004)和工程動力學 (2005)。 Rao的機械振動(S. S. Rao.

15、Mechanical Vibrations (SI ed.). Prentice Hall, 2005, 1078頁)也是多次修訂的成熟教材。主要內(nèi)容包括振動基礎(振動簡史、振動基本概念、振動分類、振動分析過程、振動系統(tǒng)元件等)，單自由度系統(tǒng)自由振動、簡諧激勵振動和任意激勵振動，兩自由度系統(tǒng)和多自由度系統(tǒng)，固有頻率和振形計算的近似計算方法，連續(xù)體弦線、纜索、桿、軸、梁和膜的振動及其近似計算方法，振動控制，振動測量及其應用，振動分析中的數(shù)值積分方法，有限元法，非線性振動，隨機振動等。每章附有MATLAB, C+和FORTRAN程序，文獻包括相關(guān)教材、專著和期刊論文，復習問題，習題和設計項目。該書

16、振動控制完全沒有涉及主動控制，只是將旋轉(zhuǎn)和往復運動機構(gòu)動平衡、隔振、吸振等內(nèi)容匯集成專章；該書強調(diào)工程觀點，特別是在振動測量中包含信號分析、機械和機構(gòu)的動態(tài)測試、實驗模態(tài)分析、機器監(jiān)控和診斷等內(nèi)容；該書還有學科發(fā)展歷史的內(nèi)容，在振動基礎部分有個簡短單不失全面的介紹，包括振動的起源、從伽利略到瑞利和最新進展，在每章開始處還有位大師的畫像和小傳；該書還包含些學科新的發(fā)展，如非線性振動除近似解析方法、參激振動、穩(wěn)定性、極限環(huán)等經(jīng)典內(nèi)容外，還簡要介紹了混沌。該書內(nèi)容全面，例題和習題豐富，因此被國外許多教師選為振動課程的主要參考書。作者Rao是Purdue大學教授，還著有工程優(yōu)化：理論和實踐(第三版,

17、1996)和工程師和科學家的應用數(shù)值方法(2002)。 教學輔助用書總體上都是與傳統(tǒng)的教學內(nèi)容配合。最廣泛使用的自然是列入Schaum綱要叢書的S. G. Kelly 編著的Mechanical Vibrations ( McGraw-Hill, 1996)，該書有內(nèi)容概述和300余道附有解答的習題，包括Matlab等軟件的應用；該書的較早版本在大陸和臺灣分別有漢譯本。莫斯科國立技術(shù)大學應用力學系V. A. Svetisky教授編著的Engineering Vibration Analysis: Worked Problems 1 & 2 (Springer, 2004，1-316; 1-23

18、8)是頗有教學參考價值的輔助用書。該書是作者98年俄文版振動理論的問題和練習的修訂英文版，其中上冊有301道習題是關(guān)于確定性單自由度振動(傳統(tǒng)內(nèi)容109道外有54道參數(shù)振動和非線性振動)和多自由度振動(傳統(tǒng)內(nèi)容109道外有29道隨機振動)，下冊128習題是關(guān)于連續(xù)體包括桿的縱向和扭轉(zhuǎn)振動、梁的彎曲振動等，全部題目附有解答。還有本俄國教授編著的習題解答(及少量有答案但沒有求解過程的練習)Collection of Solved Problems in Vibration (by D Tiro, Protea Pub. Co., 2002)。2 教材內(nèi)容的擴充 由于作者學術(shù)專長和側(cè)重點不同，有些教

19、材的內(nèi)容有所擴充，而包含比較專門的問題，如轉(zhuǎn)子動力學、復雜結(jié)構(gòu)振動、振動測量、故障診斷等。這類教材的使用一般沒有前述幾本教材廣泛，但也有參考價值。 Fertis的機械和結(jié)構(gòu)振動(D G. Fertis. Mechanical and Structural Vibrations. Wiley-Interscience, 1995, 804頁)將內(nèi)容向復雜結(jié)構(gòu)的振動分析方面擴展，因此作者將單自由度系統(tǒng)、兩自由度系統(tǒng)和典型邊界條件下的勻質(zhì)桿、柱和梁統(tǒng)稱為簡單系統(tǒng)。內(nèi)容包括：振動的分類和微分方程的建立，簡單系統(tǒng)的自由振動，單和兩自由度系統(tǒng)的受迫振動，連續(xù)體系統(tǒng)的振動，振動分析的常用方法，有限元法，模態(tài)

20、分析在對外激勵動態(tài)響應中的應用，變剛度膜的振動響應，用Fourier和Laplace變換求單和兩自由度系統(tǒng)的響應，變分方法，隨機振動，量剛分析和模型分析。每章附有習題，全書附有參考文獻。該書的主要特點是對復雜約束和作用下的連續(xù)體振動問題有詳盡的討論；包含些獨特的概念和方法如“動態(tài)鉸接”、“動態(tài)等價系統(tǒng)”等其他教材中沒有的內(nèi)容；許多例題和習題都來自結(jié)構(gòu)工程。但內(nèi)容編排顯得比較凌亂。作者Fertis是阿克倫大學土木工程系教授，還著有橫向振動理論：等價系統(tǒng)的應用(1961)、結(jié)構(gòu)動力學和振動(1984)、高等結(jié)構(gòu)力學(1996)、基礎系統(tǒng)：力學、設計和分析(1997)、非線性力學(1998第二版)等

21、。 Dimarogonas 工程師的振動(A. Dimarogonas. Vibration for Engineers (2nd ed.). Prentice-Hall, 1996, 825頁)在選材和處理上都考慮工程問題的需要。內(nèi)容包括振動的運動學，單自由度系統(tǒng)的建模、固有頻率、簡諧受迫振動、穩(wěn)定性、自激振動、參激振動和對非簡諧激勵的響應，兩自由度系統(tǒng)，集中質(zhì)量系統(tǒng)的方程建立、自由振動和受迫振動，一維連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學建模、自由振動和受迫振動，近似和數(shù)值方法，轉(zhuǎn)子動力學，非線性系統(tǒng)的幾何方法、近似解析方法、穩(wěn)定性和混沌，振動系統(tǒng)設計，振動信號處理和隨機激勵，機械振動的時域和頻域分析和信號處理、

22、故障診斷和敏感性分析。該書有鮮明的特點。在總體原則上，強調(diào)振動的設計，而分析是必要的基礎；全書強調(diào)計算機在解振動問題中的應用，包括符號計算和數(shù)值計算；包括大量有工程背景的例子，還有些從工程問題中提煉出來的習題；基礎性內(nèi)容中含有深入淺出的專題，如流體誘發(fā)振動，摩擦導致振動和粘滑；后面的也有些專題內(nèi)容，如運動弦線、輸液管道、膜和板的振動等；引論中包含振動問題研究的歷史發(fā)展，并且在后面的內(nèi)容中也穿插傳記性內(nèi)容；每章有參考文獻和進一步閱讀的建議。作者Dimarogonas是華盛頓大學機械工程系教授。 Gatti和Ferrari的應用結(jié)構(gòu)和機械振動：理論，方法和測量儀器(P. L. Gatti, V.

23、Ferrari. Applied Structural and Mechanical Vibrations: Theory, Methods, Measuring Instrumentation. London: E & FN Spon, 1999, 826頁)擴展了振動測量方面的教學內(nèi)容。全書分兩部分。Gatti負責第一部分“理論和方法”，占總篇幅的3/4，內(nèi)容包括基本物理和數(shù)學知識復習，分析力學概要，單自由度系統(tǒng)自由振動，受迫振動和暫態(tài)響應的時域和頻域分析，多自由度系統(tǒng)及其受迫振動和響應分析，連續(xù)系統(tǒng)，多自由度系統(tǒng)和連續(xù)系統(tǒng)的近似方法，實驗模態(tài)分析，概率和統(tǒng)計，隨機過程和隨機振動；Ferr

24、ari負責第二部分“測量儀器”，內(nèi)容包括測量的基本概念和測量儀器，運動和振動傳感器，信號調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)采集。每章有總結(jié)和評論，每章有參考文獻，每部分后還有進一步閱讀的文獻目錄。該書的突出特點是對實驗相關(guān)內(nèi)容，如實驗模態(tài)分析的基礎理論和信號的采集和處理等。對線性振動的闡述也很全面，特別是頻域分析為其它教材不常見。但該書例題較少，又沒有習題，不太適合作教材使用。作者Gatti是意大利米蘭 Cassian dePecchi, Tecniter s.r.l.振動測試和數(shù)據(jù)采集部門的負責人，還著有工程師的概率理論和數(shù)理統(tǒng)計(2004)；Ferrari是意大利布雷西亞大學電子和自動化系教師。 Ginsberg

25、的機械和結(jié)構(gòu)振動：理論和應用(J. H. Ginsberg. Mechanical and Structural Vibration: Theory and Applications. John Wiley & Sons, 2001, 704頁)包括了轉(zhuǎn)子動力學導論。內(nèi)容包括離散系統(tǒng)運動方程，單自由度系統(tǒng)暫態(tài)響應，對簡諧激勵的穩(wěn)態(tài)響應，多自由度系統(tǒng)模態(tài)分析，多自由度系統(tǒng)的簡諧激勵，彈性桿振動的Ritz法和Rayleigh法，振動桿的場描述，有限元方法，子結(jié)構(gòu)概念，狀態(tài)空間中阻尼模態(tài)分析，陀螺系統(tǒng)的模態(tài)分析，轉(zhuǎn)子動力學導論。每章附有參考文獻和習題。該書的突出特點是對連續(xù)體振動的處理，先用離散化的

26、方法討論縱向、扭轉(zhuǎn)和橫向振動，再用通常的偏微分方程描述的方法，既明確了離散和連續(xù)系統(tǒng)的關(guān)系，也闡述了連續(xù)體離散的方法，甚至還可以不用偏微分方程分析連續(xù)體振動。該書對多自由度系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應的處理也有特色，討論了頻域分析、FFT技巧和實驗模態(tài)分析。計算方法的內(nèi)容很精煉，只敘述現(xiàn)在最常用的有限元法和模態(tài)綜合法。陀螺系統(tǒng)的分析也有特點，對一般線性系統(tǒng)進行模態(tài)分析，引入了動態(tài)穩(wěn)定性的概念，還簡述了陀螺連續(xù)體。作者Ginsberg 是喬治亞理工學院機械工程學院教授，還著有教材靜力學(1995)，動力學(1995)和高等工程動力學(1998)。3 控制內(nèi)容的整合 振動教學內(nèi)容擴展的重要方面是增加振動控制。有一

27、些作者已經(jīng)作了這方面的努力，以下評介含有振動控制的教材。 Beards的工程振動分析及其在控制系統(tǒng)中的應用(C. F. Beards. Engineering Vibration Analysis with Applications to Control Systems. New York: Halsted Press, 1996, 426頁)增加了有關(guān)控制一章。內(nèi)容包括單自由度系統(tǒng)的振動，多自由度系統(tǒng)的振動，連續(xù)體振動，自動控制系統(tǒng)。書后附有習題及部分習題的解答，還有參考文獻。該書關(guān)于振動的內(nèi)容非常傳統(tǒng)，但敘述的比較簡潔。稍有特點的是在單自由度部分有隨機振動的簡介。在連續(xù)體振動部分有穩(wěn)定性和

28、有限元法的簡介。關(guān)于控制的內(nèi)容也屬于標準的經(jīng)典控制理論，僅是各別例子涉及振動系統(tǒng)。因此，該書的振動和控制并沒有形成整體，僅是兩者的并列。作者Beards 曾在倫敦大學機械工程系任教，還著有振動分析和控制系統(tǒng)動力學(1981) 結(jié)構(gòu)振動分析(1983)、振動和控制系統(tǒng)(1988)、結(jié)構(gòu)振動：分析和減振(1996)。 Genta的結(jié)構(gòu)和機器振動：實用方面 (G. Genta. Vibration of Structures and Machines: Practical Aspects (3rd ed.). Springer-Verlag, 1999, 591頁)將控制理論引入結(jié)構(gòu)控制。內(nèi)容包括單

29、自由度和多自由度離散線性系統(tǒng)振動，連續(xù)系統(tǒng)振動的精確解和數(shù)值算法，非線性系統(tǒng)的自由、受迫和參激振動，轉(zhuǎn)動機械的線性和非線性動力學行為，往復運動機械的動力學問題，受控和主動結(jié)構(gòu)。每章附有習題，全書附有參考文獻。該書對振動控制問題處理是比較成功的，既有現(xiàn)代和經(jīng)典控制理論在振動問題中的應用，也有振動控制中的專門方法如模態(tài)控制，還涉及機電學等比較新的課題。對機械中的振動問題的分析也是該書的特點。振動理論基礎部分也包括些高級課題，如多自由度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)修正、參數(shù)識別和隨機振動，非線性系統(tǒng)的混沌振動。但從教學的角度看，該書內(nèi)容多而且深，闡述不夠充分，例題太少，不太適合作教材使用。作者Genta是意大利都靈理

30、工學院力學系教授，還著有馬達車輛動力學：建模和仿真(1997)和轉(zhuǎn)動系統(tǒng)動力學(2005)。 Kelly 的機械振動基礎(S. G. Kelly. Fundamentals of Mechanical Vibrations (2nd ed.). McGraw-Hill, 2000, 648頁)有專章討論振動控制。內(nèi)容包括單自由度系統(tǒng)的自由振動、受迫振動和暫態(tài)振動，多自由度系統(tǒng)振動方程的建立、自由振動和受迫振動，連續(xù)體振動，有限單元法，非線性振動。每章附有習題。全書的數(shù)值計算均使用MATLAB，連續(xù)體振動中包括連續(xù)體的離散模型，非線性振動中簡要討論了混沌。作者Kelly 是阿克倫大學機械工程系教

31、授，所著Schaum綱要叢書之機械振動很受歡迎。 Silva的振動：基礎和應用(C. W. de Silva. Vibration: Fundamentals and Practice. CRC Press, 2000, 943頁)對振動控制問題作了透徹闡述。內(nèi)容包括單自由度系統(tǒng)的時域響應和頻域響應，頻率譜和隨機信號分析，多自由度系統(tǒng)的模態(tài)分析，分布參數(shù)系統(tǒng)纜索、桿、軸、梁、膜和板，阻尼的類型、表示和測量，振動測量，信號的信號調(diào)節(jié)和修正，振動測試，實驗模態(tài)分析，振動設計和控制。每章附有習題。該書從應用的角度對線性振動的基本理論和實驗方法作了全面的闡述。關(guān)于振動實驗的內(nèi)容很豐富，包括激振、信號采

32、集和處理、現(xiàn)場測試、實驗模態(tài)分析等。對振動的設計和控制問題的闡述也充分，關(guān)于系統(tǒng)設計有振動隔離、旋轉(zhuǎn)和往復機械平衡、基于模態(tài)測試的設計，關(guān)于振動控制的被動控制包括無阻尼和阻尼吸振器，關(guān)于振動的主動控制包括狀態(tài)空間描述、位置和速度反饋，線性最優(yōu)調(diào)節(jié)及梁控制的實例。該書最大的不足是完全沒有涉及計算的內(nèi)容。另外該書既沒有參考文獻也沒有建議讀物。該書在2006年推出第二版，篇幅有較大增加，在1200頁左右。作者Silva是加拿大不列顛哥倫比亞大學機械工程系教授，還著有自動運輸導軌：分析和設計(1983)、動態(tài)測試和地震限制實踐(1983)、智能控制：模糊邏輯應用(1995)、軟計算和智能系統(tǒng)設計：理論

33、、工具和應用 (2004)和機電學：整合方法(2004)。 Inman的工程振動(D. J. Inman. Engineering Vibrations (2nd ed.). Prentice Hall, 2001, 621)包含振動抑制設計的專章。內(nèi)容包括自由振動，對簡諧激勵響應，對一般激勵的響應，多自由度系統(tǒng)，振動抑制的設計，分布參數(shù)弦線、纜索、桿、軸、梁、膜和板的振動，振動測試和試驗模態(tài)分析，有限元法。每章有習題和MATLAB的程序。該書的突出特點是注重工程實際問題的需要。在振動抑制設計一章中，除隔振、吸振等傳統(tǒng)內(nèi)容外，還有最優(yōu)化、主動振動抑制、實用隔振設計等工程中已經(jīng)廣泛采用的新技術(shù)；

34、振動測試和實驗模態(tài)分析一章包括數(shù)字信號處理、模態(tài)數(shù)據(jù)析取、振形測量、診斷用振動測試等與工程密切相關(guān)的內(nèi)容。該書篇幅適中，內(nèi)容簡明，注重工程應用，被北美多所大學采用為教材。作者Inman是弗吉尼亞理工學院和州立大學機械工程系教授，還著有教材振動：及控制、測量和穩(wěn)定性(1989)、工程力學：靜力學(1998)和工程力學：動力學(1998)。 Benaroya的機械振動：分析、不確定性和控制(H. Benaroya. Mechanical Vibration: Analysis, Uncertainties, and Control (2nd ed.). Marcel Dekker, 2004, 7

35、12頁)包含振動控制等多方面新的課題。內(nèi)容包括背景概念和數(shù)學基礎，單自由度系統(tǒng)的自由振動、受迫振動、對任意激勵的響應，單自由度系統(tǒng)的高級課題：隨機、控制、逆問題、自激系統(tǒng)、穩(wěn)定性和設計技巧，隨機力作用單自由度系統(tǒng)，振動控制，分析力學，多自由度系統(tǒng)：方程建立、自由振動和模態(tài)分析，多自由度系統(tǒng)的高級課題：本征值問題的幾何、周期結(jié)構(gòu)、逆問題、運動穩(wěn)定性、隨機響應、Rayleigh商和Monte Carlo模擬，連續(xù)體弦線、桿、軸和梁的振動，連續(xù)體振動的高級課題：膜、板、隨機振動、近似方法、變量不可分離情形，非線性振動的定性分析、近似解析方法、典型系統(tǒng)和隨機響應。每章附有分節(jié)的習題，多數(shù)章有“概念總結(jié)”，正文中穿插文獻和建議讀物的注釋。該書的突出特點是對隨機問題的