國外著名振動(dòng)教材書籍介紹

1、國外著名振動(dòng)教材書籍今天從陳立群老師的科學(xué)網(wǎng)博客看到一篇介紹國外振動(dòng)力學(xué)教材的博文，覺得挺有參考價(jià)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-WilliamT.Thomson和MarieDillonDahleh合作完成的TheoryofVibrationwithApplication（5thedtion）,是我學(xué)習(xí)振動(dòng)力學(xué)的主要書籍之一。記得這本書是幾年前在清華大學(xué)校園的書店購買，由清華大學(xué)出版社影印，到現(xiàn)前我雖已反復(fù)仔細(xì)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DanielJ.Inman的EngineeringVibrations,也是國際上廣

2、受好評(píng)的振動(dòng)力學(xué)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(xué)圖書館沒有，還是從其他大學(xué)圖書館轉(zhuǎn)借），復(fù)印后我反復(fù)閱讀了多遍，獲益很深，他的另一部專著-VibrationwithControl,是學(xué)習(xí)振動(dòng)控制的優(yōu)秀教材，也是我經(jīng)常翻閱參考的振動(dòng)專業(yè)書籍之一。另外，有一部陳老師沒有提到的專著就是RayW.Clough和JosephPenzien合著的DynamicsofStructures,這是一部極其經(jīng)典的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)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(xué)習(xí)振動(dòng)力學(xué)的第一本書籍，后來在深入學(xué)習(xí)有限元時(shí)，才知道在有限元發(fā)展歷程中，有限元這一名

3、詞是RayW.Clough在20世紀(jì)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(yīng)用做出了了很大貢獻(xiàn)。振動(dòng)是國內(nèi)理論與應(yīng)用力學(xué)專業(yè)和工程力學(xué)專業(yè)本科必修課，也是機(jī)械、土木、航空等專業(yè)本科生或研究生的選修課。北美大學(xué)的情況基本類似，機(jī)械、土木、航空、航天和工程力學(xué)系一般都開設(shè)振動(dòng)課程。初級(jí)課程由學(xué)過工程力學(xué)（靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)）的二、三年級(jí)本科生選修，高級(jí)課程主要是研究生選修甚至必修。土木系的初級(jí)振動(dòng)課程有時(shí)也稱為結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)，有些大學(xué)甚至是同門課程，不同的名稱和編號(hào)。據(jù)筆者所見，歐美至少出版了幾十種振動(dòng)教材。本文僅討論部分比較“新”的教材，即1995年后出版或再版的。最新的如2006年以后出

4、版的教材，筆者還沒有仔細(xì)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(xué)者用英語出版的教材。而且，本文不討論沒有涉及基本振動(dòng)理論例如單自由度線性振動(dòng)的高級(jí)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(diǎn)，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(diǎn)。順便一提，在20多年前筆者開始教書的時(shí)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(fèi)和教學(xué)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)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)的圖書公司引入某些教學(xué)版本，相對便宜，每冊價(jià)格通常只有

5、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(jià)格更低。第四，有些高校購買國外期刊電子版本的同時(shí)也購買了相應(yīng)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(xué)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(jī)會(huì)。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(shí)有所幫助。1傳統(tǒng)教材及其更新對我國振動(dòng)教學(xué)的影響影響很大的國外教材當(dāng)推Timoshenko等的工程中的振動(dòng)問題(S.Timoshenko,S.H.Young,W.Weaver.VibrationProblemsinEngineering(4thed.

6、).JohnWiley&Sons,1974,521頁)，Meirovitch的振動(dòng)分析基礎(chǔ)和Thomson的振動(dòng)理論及其應(yīng)用。這些書早期不同版本均有漢譯本。其共同特點(diǎn)是以確定性線性振動(dòng)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(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)。這些書在北美也是經(jīng)典教材，形成振動(dòng)教學(xué)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.VibrationProblemsinEngineering(5thed.).Wiley-Interscience,1990,624頁)中補(bǔ)充了非線性系統(tǒng)的數(shù)值方法并增

7、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(dòng)理論及其應(yīng)用(W.T.Thomson,M.D.TheoryofVibrationwithApplications(5thed.),PrenticeHall,1997,543頁)的新版。內(nèi)容包括振蕩性運(yùn)動(dòng)，自由振動(dòng)，簡諧激勵(lì)振動(dòng)，暫態(tài)振動(dòng)，兩和多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)，振動(dòng)系統(tǒng)的特性，拉氏方程，計(jì)算方法，連續(xù)系統(tǒng)弦線、桿、軸和梁的振動(dòng)，有限元法，連續(xù)系統(tǒng)的模態(tài)疊加方法，經(jīng)典計(jì)算方法，隨機(jī)振動(dòng)，非線性振動(dòng)。各章附有習(xí)題。該書取材適當(dāng)，對些基本內(nèi)容的

8、講解很細(xì)致，并安排了大量的例題；對擴(kuò)展性內(nèi)容如隨機(jī)振動(dòng)、非線性振動(dòng)的介紹簡明扼要。新版中增加了MATLABZ用的內(nèi)容，包括應(yīng)用導(dǎo)論、數(shù)值例題和計(jì)算習(xí)題。該書還具有篇幅適中和行文嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶攸c(diǎn)。因此被北美多所大學(xué)采用為教材。Thomson是加州大學(xué)圣巴巴拉分校機(jī)械工程系的榮休教授，還寫過空間動(dòng)力學(xué)引論(1961)和«Laplace變換(1960)等教材。Meirovitch推出了新書振動(dòng)原理和技巧(L.Meirovitch.PrinciplesandTechniquesofVibrations.PrenticeHall,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(xué)和分析

9、力學(xué)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(jì)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(xí)題和參考文獻(xiàn)。該書的特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)在線性系統(tǒng)理論的框架內(nèi)分析振動(dòng)問題，特別是在有限維問題中尤為突出，作者認(rèn)為這樣更能抓住不同振動(dòng)問題的相似動(dòng)力學(xué)特性；作者努力追求數(shù)學(xué)的嚴(yán)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(dòng)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)本征值的分離定理和攝動(dòng)，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(dòng)分析方法的更新版，而1967年出版的振動(dòng)分析方法曾被稱為

10、振動(dòng)中的“圣經(jīng)”，30年后平裝重印(L.Meirovitch.AnalyticalMethodsinVibrations.PrenticeHall,1997,576頁)。除補(bǔ)充新內(nèi)容外，原來的隨機(jī)振動(dòng)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(dòng)原理和技巧主要是作高級(jí)課程教材，雖然也包括初級(jí)課程的內(nèi)容。更適合做初級(jí)課程教材的是振動(dòng)基礎(chǔ)(L.Meirovitch.FundamentsofVibrations.McGrawHill,2001,806頁)，筆者曾經(jīng)專文評(píng)介該書(力學(xué)與實(shí)踐，2006,36(1):90-91),在此不再贅述?？傮w上也屬于比較傳統(tǒng)的教材還有Shabana的振動(dòng)

11、理論導(dǎo)論(A.A.Shabana.TheoryofVibration:AnIntroduction(2nded.).Springer,1996,347頁)和離散和連續(xù)系統(tǒng)振動(dòng)(A.A.Shabana.VibrationofDiscreteandContinuousSystems(2nded.).Springer,1997,393頁)。前者內(nèi)容包括動(dòng)力學(xué)方程建立和線性化，線性常系數(shù)常微分方程，單自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和對非周期力的響應(yīng)，多自由度系統(tǒng)，和桿的縱振和扭振及梁的橫向振動(dòng)；后者內(nèi)容包括剛體動(dòng)力學(xué)和單自由度振動(dòng)，分析力學(xué)，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

12、習(xí)題，全書有參考文獻(xiàn)。前書的特點(diǎn)是通俗，起點(diǎn)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(dòng)。兩書均強(qiáng)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(dòng)問題的工程背景，前書有專節(jié)討論機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)的理想化，兩書中均有工程系統(tǒng)的實(shí)物照片。作者Shabana是伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校機(jī)械工程系教授，以多體動(dòng)力學(xué)研究聞名，還著有計(jì)算動(dòng)力學(xué)(2001第二版)和多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(2005第三版)等。Tongue的振動(dòng)原理(B.H.Tongue.PrinciplesofVibration(2nded.).OxfordUniversityPr

13、ess,2002,518頁)在內(nèi)容上也沒有超出傳統(tǒng)的范圍，盡管風(fēng)格比較獨(dú)特。內(nèi)容包括單自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和對非周期激勵(lì)和沖擊的響應(yīng)，多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)，連續(xù)體振動(dòng)，近似求解方法，憑經(jīng)驗(yàn)的工程，實(shí)驗(yàn)方法和現(xiàn)實(shí)世界行為。每章以導(dǎo)論說明該章主題，章后附有按節(jié)布置的習(xí)題，全書附有文獻(xiàn)和建議讀物。該書的突出特點(diǎn)是作者試圖用輕松、非正式的方式表達(dá)，敘述文字非?？谡Z化，還有相當(dāng)數(shù)量的漫畫；作者的本意是給學(xué)生增加些學(xué)習(xí)的快樂，但口語化的表達(dá)對我們進(jìn)行雙語教學(xué)的教師備課很有幫助。作者專門增加關(guān)于經(jīng)驗(yàn)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(yàn)證問題。

14、最后一章除信號(hào)處理和振動(dòng)測量外還簡要地討論了隨機(jī)振動(dòng)和非線性效應(yīng)。全書的數(shù)值計(jì)算都是用MATLA浣成。作者Tongue是加州大學(xué)Berkeley分校機(jī)械工程系教授，還著有教材靜力學(xué)：平衡系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)(2004)、動(dòng)力學(xué)：運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)(2004)和工程動(dòng)力學(xué)(2005)。Rao的機(jī)械振動(dòng)(S.S.Rao.MechanicalVibrations(SIed.).PrenticeHall,2005,1078頁)也是多次修訂的成熟教材。主要內(nèi)容包括振動(dòng)基礎(chǔ)(振動(dòng)簡史、振動(dòng)基本概念、振動(dòng)分類、振動(dòng)分析過程、振動(dòng)系統(tǒng)元件等)，單自由度系統(tǒng)自由振動(dòng)、簡諧激勵(lì)振動(dòng)和任意激勵(lì)振動(dòng)，兩自由度系統(tǒng)和多自

15、由度系統(tǒng)，固有頻率和振形計(jì)算的近似計(jì)算方法，連續(xù)體弦線、纜索、桿、軸、梁和膜的振動(dòng)及其近似計(jì)算方法，振動(dòng)控制，振動(dòng)測量及其應(yīng)用，振動(dòng)分析中的數(shù)值積分方法，有限元法，非線性振動(dòng)，隨機(jī)振動(dòng)等。每章附有MATLAB,C+和FORTRA程序，文獻(xiàn)包括相關(guān)教材、專著和期刊論文，復(fù)習(xí)問題，習(xí)題和設(shè)計(jì)項(xiàng)目。該書振動(dòng)控制完全沒有涉及主動(dòng)控制，只是將旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)平衡、隔振、吸振等內(nèi)容匯集成專章；該書強(qiáng)調(diào)工程觀點(diǎn)，特別是在振動(dòng)測量中包含信號(hào)分析、機(jī)械和機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)測試、實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析、機(jī)器監(jiān)控和診斷等內(nèi)容；該書還有學(xué)科發(fā)展歷史的內(nèi)容，在振動(dòng)基礎(chǔ)部分有個(gè)簡短單不失全面的介紹，包括振動(dòng)的起源、從伽利略到瑞利和最新

16、進(jìn)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(xué)科新的發(fā)展，如非線性振動(dòng)除近似解析方法、參激振動(dòng)、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(xí)題豐富，因此被國外許多教師選為振動(dòng)課程的主要參考書。作者Rao是Purdue大學(xué)教授，還著有工程優(yōu)化：理論和實(shí)踐(第三版,1996)和工程師和科學(xué)家的應(yīng)用數(shù)值方法(2002)。教學(xué)輔助用書總體上都是與傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容配合。最廣泛使用的自然是列入Schaum!岡要叢書的S.G.Kelly編著的MechanicalVibrations(McGraw-Hill,1996),該書有內(nèi)容概述和300余道附有解答的習(xí)題，包括Matlab

17、等軟件的應(yīng)用；該書的較早版本在大陸和臺(tái)灣分別有漢譯本。莫斯科國立技術(shù)大學(xué)應(yīng)用力學(xué)系V.A.Svetisky教授編著的EngineeringVibrationAnalysis:WorkedProblems1&2(Springer,2004,1-316;1-238)是頗有教學(xué)參考價(jià)值的輔助用書。該書是作者98年俄文版振動(dòng)理論的問題和練習(xí)的修訂英文版，其中上冊有301道習(xí)題是關(guān)于確定性單自由度振動(dòng)(傳統(tǒng)內(nèi)容109道外有54道參數(shù)振動(dòng)和非線性振動(dòng))和多自由度振動(dòng)(傳統(tǒng)內(nèi)容109道外有29道隨機(jī)振動(dòng))，下冊128習(xí)題是關(guān)于連續(xù)體包括桿的縱向和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、梁的彎曲振動(dòng)等，全部題目附有解答。還有本俄國

18、教授編著的習(xí)題解答(及少量有答案但沒有求解過程的練習(xí))CollectionofSolvedProblemsinVibration(byDTiro,ProteaPub.Co.,2002)。2教材內(nèi)容的擴(kuò)充由于作者學(xué)術(shù)專長和側(cè)重點(diǎn)不同，有些教材的內(nèi)容有所擴(kuò)充，而包含比較專門的問題，如轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)振動(dòng)、振動(dòng)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(jià)值。Fertis的機(jī)械和結(jié)構(gòu)振動(dòng)(DG.Fertis.MechanicalandStructuralVibrations.Wiley-Interscience,1995,804頁)將內(nèi)容向復(fù)雜結(jié)構(gòu)的振動(dòng)分析方面擴(kuò)展，因此

19、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(dòng)的分類和微分方程的建立，簡單系統(tǒng)的自由振動(dòng)，單和兩自由度系統(tǒng)的受迫振動(dòng)，連續(xù)體系統(tǒng)的振動(dòng)，振動(dòng)分析的常用方法，有限元法，模態(tài)分析在對外激勵(lì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)中的應(yīng)用，變剛度膜的振動(dòng)響應(yīng)，用Fourier和Laplace變換求單和兩自由度系統(tǒng)的響應(yīng)，變分方法，隨機(jī)振動(dòng)，量剛分析和模型分析。每章附有習(xí)題，全書附有參考文獻(xiàn)。該書的主要特點(diǎn)是對復(fù)雜約束和作用下的連續(xù)體振動(dòng)問題有詳盡的討論；包含些獨(dú)特的概念和方法如“動(dòng)態(tài)較接”、“動(dòng)態(tài)等價(jià)系統(tǒng)”等其他教材中沒有的內(nèi)容；許多例題和習(xí)題都來自結(jié)構(gòu)工程。但內(nèi)容編排顯得比較凌亂。

20、作者Fertis是阿克倫大學(xué)土木工程系教授，還著有橫向振動(dòng)理論：等價(jià)系統(tǒng)的應(yīng)用(1961)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和振動(dòng)(1984)、高等結(jié)構(gòu)力學(xué)(1996)、基礎(chǔ)系統(tǒng)：力學(xué)、設(shè)計(jì)和分析(1997)、非線性力學(xué)(1998第二版)等。Dimarogonas工程師的振動(dòng)(A.Dimarogonas.VibrationforEngineers(2nded.).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(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)，單自由度系統(tǒng)的建模、固有頻率、簡諧受迫振動(dòng)、穩(wěn)定性、自激振動(dòng)、參激振動(dòng)和對非簡諧激勵(lì)的響應(yīng)，兩自由度系統(tǒng)，集中質(zhì)量系統(tǒng)的方程建立、自由振動(dòng)和受迫振動(dòng)，

21、一維連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模、自由振動(dòng)和受迫振動(dòng)，近似和數(shù)值方法，轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)，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(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，振動(dòng)信號(hào)處理和隨機(jī)激勵(lì)，機(jī)械振動(dòng)的時(shí)域和頻域分析和信號(hào)處理、故障診斷和敏感性分析。該書有鮮明的特點(diǎn)。在總體原則上，強(qiáng)調(diào)振動(dòng)的設(shè)計(jì)，而分析是必要的基礎(chǔ)；全書強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)在解振動(dòng)問題中的應(yīng)用，包括符號(hào)計(jì)算和數(shù)值計(jì)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(xí)題；基礎(chǔ)性內(nèi)容中含有深入淺出的專題，如流體誘發(fā)振動(dòng)，摩擦導(dǎo)致振動(dòng)和粘滑；后面的也有些專題內(nèi)容，如運(yùn)動(dòng)弦線、輸液管道、膜和板的振動(dòng)等；引論中包含振動(dòng)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)

22、容；每章有參考文獻(xiàn)和進(jìn)一步閱讀的建議。作者Dimarogonas是華盛頓大學(xué)機(jī)械工程系教授。Gatti和Ferrari的應(yīng)用結(jié)構(gòu)和機(jī)械振動(dòng)：理論，方法和測量儀器(P.L.Gatti,V.Ferrari.AppliedStructuralandMechanicalVibrations:Theory,Methods,MeasuringInstrumentation.London:E&FNSpon,1999,826頁)擴(kuò)展了振動(dòng)測量方面的教學(xué)內(nèi)容。全書分兩部分。Gatti負(fù)責(zé)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(xué)知識(shí)復(fù)習(xí)，分析力學(xué)概要，單自由度系統(tǒng)自由振動(dòng)，受迫振動(dòng)

23、和暫態(tài)響應(yīng)的時(shí)域和頻域分析，多自由度系統(tǒng)及其受迫振動(dòng)和響應(yīng)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(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，概率和統(tǒng)計(jì)，隨機(jī)過程和隨機(jī)振動(dòng)；Ferrari負(fù)責(zé)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(yùn)動(dòng)和振動(dòng)傳感器，信號(hào)調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)采集。每章有總結(jié)和評(píng)論，每章有參考文獻(xiàn)，每部分后還有進(jìn)一步閱讀的文獻(xiàn)目錄。該書的突出特點(diǎn)是對實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容，如實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的基礎(chǔ)理論和信號(hào)的采集和處理等。對線性振動(dòng)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(xí)題，不太適合作教材使用。作者Gatti是意大利米蘭Cassiande'Pecchi,Tecnite

24、rs.r.l.振動(dòng)測試和數(shù)據(jù)采集部門的負(fù)責(zé)人，還著有工程師的概率理論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)(2004)；Ferrari是意大利布雷西亞大學(xué)電子和自動(dòng)化系教師。Ginsberg的機(jī)械和結(jié)構(gòu)振動(dòng)：理論和應(yīng)用(J.H.Ginsberg.MechanicalandStructuralVibration:TheoryandApplications.JohnWiley&Sons,2001,704頁)包括了轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)導(dǎo)論。內(nèi)容包括離散系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程，單自由度系統(tǒng)暫態(tài)響應(yīng)，對簡諧激勵(lì)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，多自由度系統(tǒng)模態(tài)分析，多自由度系統(tǒng)的簡諧激勵(lì)，彈性桿振動(dòng)的Ritz法和Rayleigh法，振動(dòng)桿的場描述，有限元方法，子結(jié)

25、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(dòng)力學(xué)導(dǎo)論。每章附有參考文獻(xiàn)和習(xí)題。該書的突出特點(diǎn)是對連續(xù)體振動(dòng)的處理，先用離散化的方法討論縱向、扭轉(zhuǎn)和橫向振動(dòng)，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(dòng)。該書對多自由度系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的處理也有特色，討論了頻域分析、FFT技巧和實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析。計(jì)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(diǎn)，對一般線性系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析，引入了動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的概念，還簡述了陀螺連續(xù)體。彳者Ginsberg是喬治亞理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院教授，還著有

26、教材靜力學(xué)（1995）,動(dòng)力學(xué)（1995）和高等工程動(dòng)力學(xué)（1998）。3控制內(nèi)容的整合振動(dòng)教學(xué)內(nèi)容擴(kuò)展的重要方面是增加振動(dòng)控制。有一些作者已經(jīng)作了這方面的努力，以下評(píng)介含有振動(dòng)控制的教材。Beards的工程振動(dòng)分析及其在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用（C.F.Beards.EngineeringVibrationAnalysiswithApplicationstoControlSystems.NewYork:HalstedPress,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(dòng)，多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)，連續(xù)體振動(dòng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)。書后附有習(xí)題及部分習(xí)題的解答，還有參考文獻(xiàn)。該書關(guān)于振動(dòng)的內(nèi)

27、容非常傳統(tǒng)，但敘述的比較簡潔。稍有特點(diǎn)的是在單自由度部分有隨機(jī)振動(dòng)的簡介。在連續(xù)體振動(dòng)部分有穩(wěn)定性和有限元法的簡介。關(guān)于控制的內(nèi)容也屬于標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)典控制理論，僅是各別例子涉及振動(dòng)系統(tǒng)。因此，該書的振動(dòng)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(xué)機(jī)械工程系任教，還著有振動(dòng)分析和控制系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（1981）結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析（1983）、振動(dòng)和控制系統(tǒng)（1988）、結(jié)構(gòu)振動(dòng)：分析和減振（1996）。Genta的結(jié)構(gòu)和機(jī)器振動(dòng)：實(shí)用方面（G.Genta.VibrationofStructuresandMachines:PracticalAspects（3rded.）.Springer-V

28、erlag,1999,591頁）將控制理論引入結(jié)構(gòu)控制。內(nèi)容包括單自由度和多自由度離散線性系統(tǒng)振動(dòng)，連續(xù)系統(tǒng)振動(dòng)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(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的線性和非線性動(dòng)力學(xué)行為，往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械的動(dòng)力學(xué)問題，受控和主動(dòng)結(jié)構(gòu)。每章附有習(xí)題，全書附有參考文獻(xiàn)。該書對振動(dòng)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(dòng)問題中的應(yīng)用，也有振動(dòng)控制中的專門方法如模態(tài)控制，還涉及機(jī)電學(xué)等比較新的課題。對機(jī)械中的振動(dòng)問題的分析也是該書的特點(diǎn)。振動(dòng)理論基礎(chǔ)部分也包括些高級(jí)課題，如多自由度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)修正、參數(shù)識(shí)別和隨機(jī)振動(dòng)，非線性系統(tǒng)的混沌振動(dòng)。但從教學(xué)的角度看，該書內(nèi)容多而且深，闡述不

29、夠充分，例題太少，不太適合作教材使用。作者Genta是意大利都靈理工學(xué)院力學(xué)系教授，還著有馬達(dá)車輛動(dòng)力學(xué)：建模和仿真（1997）和轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（2005）。Kelly(S.G.Kelly.FundamentalsofMechanicalVibrations(2nded.).McGraw-Hill,2000,648頁)有專章討論振動(dòng)控制。內(nèi)容包括單自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和暫態(tài)振動(dòng)，多自由度系統(tǒng)振動(dòng)方程的建立、自由振動(dòng)和受迫振動(dòng)，連續(xù)體振動(dòng)，有限單元法，非線性振動(dòng)。每章附有習(xí)題。全書的數(shù)值計(jì)算均使用MATLAB連續(xù)體振動(dòng)中包括連續(xù)體的離散模型，非線性振動(dòng)中簡要討論了混沌。作者Kelly是

30、阿克倫大學(xué)機(jī)械工程系教授，所著Schaum綱要叢書之機(jī)械振動(dòng)很受歡迎。Silva的振動(dòng)：基礎(chǔ)和應(yīng)用(C.W.deSilva.Vibration:FundamentalsandPractice.CRCPress,2000,943頁)對振動(dòng)控制問題作了透徹闡述。內(nèi)容包括單自由度系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)和頻域響應(yīng)，頻率譜和隨機(jī)信號(hào)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(dòng)測量，信號(hào)的信號(hào)調(diào)節(jié)和修正，振動(dòng)測試，實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，振動(dòng)設(shè)計(jì)和控制。每章附有習(xí)題。該書從應(yīng)用的角度對線性振動(dòng)的基本理論和實(shí)驗(yàn)方法作了全面的闡述。關(guān)于振動(dòng)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容很豐富，包括激振、信號(hào)采集

31、和處理、現(xiàn)場測試、實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析等。對振動(dòng)的設(shè)計(jì)和控制問題的闡述也充分，關(guān)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)有振動(dòng)隔離、旋轉(zhuǎn)和往復(fù)機(jī)械平衡、基于模態(tài)測試的設(shè)計(jì)，關(guān)于振動(dòng)控制的被動(dòng)控制包括無阻尼和阻尼吸振器，關(guān)于振動(dòng)的主動(dòng)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(shí)例。該書最大的不足是完全沒有涉及計(jì)算的內(nèi)容。另外該書既沒有參考文獻(xiàn)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(xué)機(jī)械工程系教授，還著有自動(dòng)運(yùn)輸導(dǎo)軌：分析和設(shè)計(jì)(1983)、動(dòng)態(tài)測試和地震限制實(shí)踐(1983)、智能控制：模糊邏輯應(yīng)用(1995)、軟計(jì)算和智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)：理論、

32、工具和應(yīng)用(2004)和機(jī)電學(xué)：整合方法(2004)。Inman的工程振動(dòng)(D.J.Inman.EngineeringVibrations(2nded.).PrenticeHall,2001,621)包含振動(dòng)抑制設(shè)計(jì)的專章。內(nèi)容包括自由振動(dòng)，對簡諧激勵(lì)響應(yīng)，對一般激勵(lì)的響應(yīng)，多自由度系統(tǒng)，振動(dòng)抑制的設(shè)計(jì)，分布參數(shù)弦線、纜索、桿、軸、梁、膜和板的振動(dòng)，振動(dòng)測試和試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，有限元法。每章有習(xí)題和MATLAB勺程序。該書的突出特點(diǎn)是注重工程實(shí)際問題的需要。在振動(dòng)抑制設(shè)計(jì)一章中，除隔振、吸振等傳統(tǒng)內(nèi)容外，還有最優(yōu)化、主動(dòng)振動(dòng)抑制、實(shí)用隔振設(shè)計(jì)等工程中已經(jīng)廣泛采用的新技術(shù)；振動(dòng)測試和實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析一章

33、包括數(shù)字信號(hào)處理、模態(tài)數(shù)據(jù)析取、振形測量、診斷用振動(dòng)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(yīng)用，被北美多所大學(xué)采用為教材。作者Inman是弗吉尼亞理工學(xué)院和州立大學(xué)機(jī)械工程系教授，還著有教材振動(dòng)：及控制、測量和穩(wěn)定性(1989)、工程力學(xué)：靜力學(xué)(1998)和工程力學(xué)：動(dòng)力學(xué)(1998)。Benaroya的機(jī)械振動(dòng)：分析、不確定性和控制(H.Benaroya.MechanicalVibration:Analysis,Uncertainties,andControl(2nded.).MarcelDekker,2004,712頁)包含振動(dòng)控制等多方面新的課題。內(nèi)容包括背景概念

34、和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，單自由度系統(tǒng)的自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)、對任意激勵(lì)的響應(yīng)，單自由度系統(tǒng)的高級(jí)課題：隨機(jī)、控制、逆問題、自激系統(tǒng)、穩(wěn)定性和設(shè)計(jì)技巧，隨機(jī)力作用單自由度系統(tǒng)，振動(dòng)控制，分析力學(xué)，多自由度系統(tǒng)：方程建立、自由振動(dòng)和模態(tài)分析，多自由度系統(tǒng)的高級(jí)課題：本征值問題的幾何、周期結(jié)構(gòu)、逆問題、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性、隨機(jī)響應(yīng)、Rayleigh商和MonteCarlo模擬，連續(xù)體弦線、桿、軸和梁的振動(dòng)，連續(xù)體振動(dòng)的高級(jí)課題：膜、板、隨機(jī)振動(dòng)、近似方法、變量不可分離情形，非線性振動(dòng)的定性分析、近似解析方法、典型系統(tǒng)和隨機(jī)響應(yīng)。每章附有分節(jié)的習(xí)題，多數(shù)章有“概念總結(jié)”，正文中穿插文獻(xiàn)和建議讀物的注釋。該書的突出特點(diǎn)是對隨機(jī)問題的重視，作者認(rèn)為不確定性是工程