本書內(nèi)容包括：單自由度系統(tǒng)和多自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)，一般激勵(lì)下的單自由度系統(tǒng)響應(yīng)，連續(xù)系統(tǒng)的振動(dòng)和振動(dòng)控制。本書強(qiáng)調(diào)從MATLAB編程的角度來分析和學(xué)習(xí)機(jī)械振動(dòng)問題。書中針對具體機(jī)械振動(dòng)問題，給出MATLAB程序，并對程序進(jìn)行詳細(xì)解釋，在學(xué)習(xí)機(jī)械振動(dòng)的過程中，融入了MATLAB軟件的應(yīng)用。本書例題均給出MATLAB源程序，并且分別通過MATLAB介紹解析解、數(shù)值解的求解過程。
本書從機(jī)械振動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)知識入手，內(nèi)容淺顯易懂，并提供了豐富的動(dòng)畫資源和MATLAB源程序。本書可作為機(jī)械振動(dòng)課程的研究生教材，也可作為本科生教材的補(bǔ)充以及相關(guān)領(lǐng)域工程技術(shù)人員的學(xué)習(xí)參考用書。
機(jī)械振動(dòng)問題是汽車、航空航天等領(lǐng)域中的常見問題。機(jī)械振動(dòng)學(xué)是航空、車輛、能源動(dòng)力等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，然而它的一些基本概念和方法對大學(xué)二年級（或者三年級）本科生而言不容易掌握，并且需要學(xué)生具備高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、理論力學(xué)、材料力學(xué)等先修課程的知識。在編者多年的教學(xué)和指導(dǎo)研究生過程中，經(jīng)常有學(xué)生反映：了解機(jī)械振動(dòng)學(xué)的原理容易，但是在解習(xí)題或者解決實(shí)際問題時(shí)經(jīng)常感到難以下手。這說明很多學(xué)生并沒有真正掌握機(jī)械振動(dòng)的理論。
另外，近年來在一般地方院校錄取的研究生中，應(yīng)用型本科學(xué)生和其他專業(yè)調(diào)劑生占了很大比例，調(diào)劑生中有不少學(xué)生在本科階段并未學(xué)習(xí)過機(jī)械振動(dòng)相關(guān)課程，而不少應(yīng)用型本科學(xué)生為了考研，忽略了與考研無關(guān)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)，導(dǎo)致其學(xué)習(xí)機(jī)械振動(dòng)學(xué)課程所需的相關(guān)知識薄弱。機(jī)械振動(dòng)領(lǐng)域的碩士研究生經(jīng)常反映需要花費(fèi)大量時(shí)間重新學(xué)習(xí)機(jī)械振動(dòng)相關(guān)知識，特別是對于如何通過編程解決問題。盡管大部分碩士研究生學(xué)習(xí)過MATLAB等數(shù)值計(jì)算軟件，但是很多學(xué)生在本科階段只是把MATLAB軟件作為一門純粹的計(jì)算機(jī)語言進(jìn)行學(xué)習(xí)，導(dǎo)致其入門容易、精通困難，應(yīng)用能力差，難以通過MATLAB編程對機(jī)械振動(dòng)問題進(jìn)行計(jì)算。
為解決以上問題，編寫了本書。本書從MATLAB編程的角度來分析和講解機(jī)械振動(dòng)問題。針對具體機(jī)械振動(dòng)問題，給出MATLAB程序，并對程序進(jìn)行詳細(xì)解釋，在學(xué)習(xí)機(jī)械振動(dòng)的過程中，融入了MATLAB軟件的應(yīng)用。本書內(nèi)容包括：單自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)，單自由度系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)，一般激勵(lì)下的單自由度系統(tǒng)響應(yīng)，多自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)，多自由系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)，連續(xù)系統(tǒng)的振動(dòng)，振動(dòng)控制。書中相應(yīng)內(nèi)容均給出MATLAB編程過程，并且通過MATLAB介紹了解析解、數(shù)值解的求解過程，把MATLAB編程基礎(chǔ)融入機(jī)械振動(dòng)問題計(jì)算中，為進(jìn)一步解決振動(dòng)相關(guān)實(shí)際工程問題打下基礎(chǔ)。
本書從機(jī)械振動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)知識入手，內(nèi)容淺顯易懂，可作為機(jī)械振動(dòng)課程的研究生教材，也可作為本科生教材的補(bǔ)充以及相關(guān)領(lǐng)域工程技術(shù)人員的學(xué)習(xí)參考用書。在閱讀本書內(nèi)容之前，要初步了解機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)知識，并基本了解MATLAB軟件。
本書由毛崎波、吳錦武和李奕編著，其中第1～4章和第7章由毛崎波和李奕共同編著，第5、6章由毛崎波和吳錦武共同編著，全書統(tǒng)稿整理和MATLAB程序的調(diào)試由毛崎波、吳錦武和李奕共同完成。
本書中所有的MATLAB程序均是在MATLAB7.2版本中運(yùn)行的。
本書得到國家自然科學(xué)基金（51975266、11464031）、航空科學(xué)基金（2020Z073056001）的資助，在此表示感謝。
由于編者水平有限，書中可能存在不妥之處，敬請讀者批評指正。
編者
前言
第1章單自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)1
1.1無阻尼單自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)1
1.1.1自由振動(dòng)求解1
1.1.2MATLAB求解2
1.1.3單自由度系統(tǒng)參數(shù)變化對響應(yīng)的分析9
1.2阻尼單自由度系統(tǒng)14
1.2.1過阻尼（ζ>1）15
1.2.2欠阻尼（ζ<1）18
1.2.3臨界阻尼（ζ=1）20
1.3基于MATLAB的數(shù)值解23
1.4基于狀態(tài)空間求解30
1.5工程應(yīng)用實(shí)例34
1.5.1通過自由振動(dòng)測量阻尼系數(shù)34
1.5.2通過自由振動(dòng)測量固有頻率36
習(xí)題36
第2章單自由度系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)38
2.1簡諧激勵(lì)下的單自由度系統(tǒng)響應(yīng)38
2.2復(fù)指數(shù)解法39
2.3簡諧激勵(lì)下無阻尼單自由度系統(tǒng)的解40
2.3.1激勵(lì)力頻率不等于系統(tǒng)固有頻率40
2.3.2拍振現(xiàn)象43
2.3.3激勵(lì)力頻率等于系統(tǒng)固有頻率（共振）44
2.4簡諧激勵(lì)下阻尼單自由度系統(tǒng)的響應(yīng)47
2.4.1阻尼單自由度系統(tǒng)響應(yīng)的完整解47
2.4.2穩(wěn)態(tài)振動(dòng)響應(yīng)分析48
2.5基礎(chǔ)激勵(lì)52
2.5.1相對運(yùn)動(dòng)53
2.5.2絕對運(yùn)動(dòng)56
2.6旋轉(zhuǎn)不平衡振動(dòng)58
2.7數(shù)值計(jì)算方法59
2.8狀態(tài)空間方法61
2.9利用振動(dòng)典型案例65
習(xí)題66
第3章一般激勵(lì)下的單自由度系統(tǒng)響應(yīng)69
3.1脈沖激勵(lì)的響應(yīng)（impulse response）69
3.2疊加原理73
3.3周期激勵(lì)下的單自由度系統(tǒng)75
3.4復(fù)雜激勵(lì)下的單自由度系統(tǒng)80
3.5頻率響應(yīng)函數(shù)91
3.6單自由度系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)的數(shù)值求解95
3.7狀態(tài)空間方法97
3.8阻尼減振典型案例100
習(xí)題102
第4章多自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)105
4.1無阻尼二自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)105
4.2通過MATLAB計(jì)算系統(tǒng)固有頻率及其模態(tài)108
4.3模態(tài)的正交性與正則化112
4.3.1模態(tài)的正交性112
4.3.2模態(tài)的正則化113
4.4無阻尼多自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)響應(yīng)116
4.5阻尼多自由度系統(tǒng)的響應(yīng)123
4.5.1比例阻尼123
4.5.2非比例阻尼127
4.6狀態(tài)空間方法132
習(xí)題135
第5章多自由度系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動(dòng)138
5.1無阻尼強(qiáng)迫振動(dòng)138
5.2阻尼系統(tǒng)142
5.3頻域分析145
5.4狀態(tài)空間方法150
5.5模態(tài)分析典型案例155
5.5.1模態(tài)分析實(shí)例一155
5.5.2模態(tài)分析實(shí)例二157
習(xí)題158
第6章連續(xù)系統(tǒng)的振動(dòng)163
6.1弦的橫向振動(dòng)163
6.2直桿的縱向振動(dòng)170
6.3軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)175
6.4弦、直桿、軸的模態(tài)正交性178
6.5梁的彎曲振動(dòng)179
6.5.1梁的運(yùn)動(dòng)微分方程179
6.5.2彈性梁的固有頻率與模態(tài)180
6.6振動(dòng)響應(yīng)185
6.6.1直桿的縱向振動(dòng)響應(yīng)185
6.6.2梁的橫向振動(dòng)響應(yīng)190
6.7狀態(tài)空間方法194
6.8基于振動(dòng)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測典型案例196
習(xí)題198
第7章振動(dòng)控制200
7.1振動(dòng)的隔離200
7.1.1隔力200
7.1.2隔幅201
7.2動(dòng)力吸振器208
7.2.1無阻尼動(dòng)力吸振器208
7.2.2有阻尼動(dòng)力吸振器213
7.3隔振典型案例222
7.3.1通過隔振提高照相機(jī)拍攝清晰度222
7.3.2通過隔振提高雙層板的低頻隔聲性能222
7.4動(dòng)力吸振器應(yīng)用典型案例224
習(xí)題225
參考文獻(xiàn)228
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