具体描述
《工程振动与稳定基础(第2版)》结合当前最新规范和科研成果，在保持第1版主要内容的基础上进行了适当的补充和改进。《工程振动与稳定基础(第2版)》包括结构动力学基础、工程结构抗震基础和工程结构稳定基础三个密切相关的部分。
结构动力学基础介绍了结构动力学的基本概念、单自由度体系和多自由度体系振动分析方法，揭示了结构本身的动力特性，分析了结构动力响应求解的过程和方法，结合当前最新科研动态介绍了结构动力学的最新应用。工程结构抗震基础以我国最新的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）为主线，介绍了工程结构抗震设计的基本概念、抗震设计基本原则，应用结构动力学知识详细分析了地震作用的确定过程和方法，介绍了结构抗震验算的基本方法，同时穿插介绍了我国现行其他工程结构抗震设计规范的相关内容；参照国际先进规范，结合当前最新科研成果，对工程结构抗震设计规范的改革思路做了简要的介绍。工程结构稳定基础介绍了有关工程结构稳定问题的基本知识，讨论了若干弹性范围内丧失第一类稳定性问题的计算方法，揭示了稳定问题与动力问题的内在联系，并对工程中常见的失稳问题进行了简单的分析。
《工程振动与稳定基础》内容丰富、全面，结构安排合理。既可作为土木工程专业本科生的教材，也可供研究生和相关工程技术人员参考。
机械动力学与控制基础 第一章 绪论与基本概念 本章旨在为读者建立理解复杂动力学系统的必要理论框架。我们将从物理系统建模的基石——自由度和约束的概念入手，阐述拉格朗日方程在描述多自由度系统运动中的核心地位。内容涵盖了质量、刚度、阻尼等基本物理参数的工程意义，以及它们如何被抽象为集总参数模型。重点讨论了系统的固有频率、阻尼比等特征参数的物理含义及其对系统响应的影响。通过对简谐激励的响应分析，初步引入频率响应函数的概念，为后续分析打下坚实基础。 第二章 线性系统的自由振动分析 本章深入探讨无外部激励条件下的系统行为。首先，详细推导单自由度系统（SDOF）的运动微分方程，并求解自由振动响应，区分欠阻尼、临界阻尼和过阻尼三种情况下的暂态行为。随后，将分析扩展至多自由度系统（MDOF）。通过对质量矩阵和刚度矩阵的特征值问题的求解，确定系统的特征振型和固有频率。重点剖析正交性原理在模态分析中的应用，阐明模态坐标变换如何简化高阶动力学方程。对工程实践中常见的模态测试数据处理和振型可视化的基本流程进行介绍。 第三章 线性系统的受迫振动与稳态响应 本章关注系统在外部激励下的稳态响应。首先，分析单位阶跃、单位脉冲和简谐力激励下的SDOF系统响应，详细阐明传递率和共振现象的物理机制。随后，系统性地介绍MDOF系统的受迫振动求解方法。内容包括模态叠加法，即如何利用已求得的特征振型和固有频率来合成系统的总稳态响应。本章还将引入复数形式的激励和响应表示，并对随机激励（如白噪声）下的系统均方根响应进行初步探讨，为实际工程中的不确定性分析做好铺垫。 第四章 机械系统的阻尼理论与能量耗散 阻尼是机械系统中最复杂但又至关重要的因素。本章系统梳理工程中常用的阻尼模型。除了传统的粘性阻尼（Coulomb Damping）外，重点介绍基于材料特性的粘弹性阻尼和滞后阻尼（Hysteretic Damping）。对于粘弹性材料，将引入复刚度概念来统一描述储能和耗能效应。针对结构阻尼，将详细阐述阻尼比的定义及其与能量耗散率的关系。最后，讨论如何通过实验识别不同阻尼模型的参数，并评估阻尼对系统稳态幅值和相位的影响。 第五章 机械系统的非线性振动基础 本章将超越线性系统的范畴，探讨实际工程中普遍存在的非线性现象。首先，分析几种常见的非线性恢复力模型，如多项式非线性、库仑摩擦和间隙碰撞。对于非线性SDOF系统，将侧重于相空间分析方法，如相轨迹的绘制和极限环的识别。本章将介绍利用谐波平衡法（Harmonic Balance Method）对具有外部激励的非线性系统进行近似求解的原理和步骤，旨在揭示超调、跳频和幅值限制等线性理论无法解释的现象。 第六章 振动控制与吸收技术 本章聚焦于如何主动或被动地调控系统的振动响应。在被动控制方面，详细介绍机械隔振器的设计原理，包括如何利用质量和刚度的匹配来设计低频隔振系统。随后，深入探讨动力吸振器（Tuned Mass Damper, TMD）的设计与优化，包括如何利用一个附加的次级振动系统来消除主系统在特定频率下的振动峰值，并分析阻尼在TMD设计中的作用。在主动控制方面，将引入反馈控制的基本概念，简要介绍如何利用传感器和执行器来实时改变系统的动力学特性，以达到减振目的。 第七章 振动测量、分析与模态识别 本章将理论与工程实践紧密结合，介绍现代振动工程中的实验手段。内容涵盖加速度计、力传感器等关键传感器的原理、选型和数据采集流程。重点介绍模态测试的基本流程，包括选择激振点和响应点、确定输入信号（如冲击锤或激振器输出）。随后，详细阐述频响函数（FRF）的获取、修正和质量/刚度归一化处理。最后，介绍基于实验数据的模态参数识别技术（如频域分解法和时域频域分解法），用于提取系统的固有频率、阻尼比和振型。 第八章 旋转机械的动力学问题 本章专门针对旋转机械，探讨其特有的动力学挑战。内容包括转子系统轴承的建模，重点分析柔性转子系统的动力学特性。详细分析不对称刚度、不平衡激励对转子系统稳定性的影响，引出临界转速（临界转速）的概念及其工程意义。此外，本章还将深入探讨滚子轴承和滑动轴承的非线性动力学特性，以及它们如何导致油膜涡动（Oil Whirl）和油膜失稳（Oil Whip）等复杂的动态现象，并提供相应的稳定化设计思路。 第九章 结构动力学的有限元方法 本章将动力学理论与数值计算工具相结合。系统阐述如何使用有限元方法（FEM）对连续体结构进行离散化，推导单元的质量矩阵和刚度矩阵。重点分析单元的锁定效应和网格选择对动力学解精度的影响。本章将详细介绍如何通过集成有限元软件求解大型结构系统的固有频率和振型，并探讨与实验模态分析数据进行关联和修正的“模态修正”（Modal Updating）技术，以确保有限元模型对实际结构行为的准确预测。 第十章 随机振动与疲劳评估 本章探讨系统在随机环境下的响应和寿命评估。首先，介绍随机过程的基本理论，如平稳随机过程、功率谱密度（PSD）和自相关函数。系统推导线性系统在随机激励下的稳态响应的方差和均方根值。重点阐述如何利用雷利分布等极值分布理论来估计系统最大响应。最后，引入随机振动背景下的结构疲劳分析，介绍Miner法则的基本应用，以及如何基于PSD和S-N曲线来评估结构在复杂交变载荷下的服役寿命。
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