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本書可作為工程力學、機械工程、車輛工程、動力工程、航空航天工程等專業(yè)本科生或研究生的教材使用，亦可供相關專業(yè)的工程技術人員參考。

前言本版的變化本書是為本科大學生準備的一本關于振動工程課程的入門讀物。來自讀者對《機械振動》第4版的肯定和贊許一直鼓勵著作者為大家呈現(xiàn)本書的第5版。本版依然保持了前幾版的風格，比如在振動理論、計算與應用方面的介紹都是以盡可能簡單的方式給出的，并強調分析中所涉及的計算技術。此外，還對一些基本概念和原理作出了進一步的說明，以便加強對物理含義和概念的理解，這些都有賴于在本科生階段學習力學所積累的經(jīng)驗。所選的大量的例題和習題都是為了說明一些重要的原理和概念。在這一版中，對某些題目進行了修改和重寫，并增加了一些新的題目。此外，還引入了一些新的特色。而這些新增加或修正的內容大多數(shù)都是由這本書的使用者和評論者提出的。一些重要的變化體現(xiàn)在以下幾個方面：(1) 在每一章的開頭，給出了導讀和學習目標。(2) 在每一章的結尾，給出了本章小結。(3) 為了擴大覆蓋的范圍以及更加清晰的表述，對部分題目進行了改寫。這些題目包括振動系統(tǒng)的基本組成彈簧元件、阻尼元件和質量或慣性元件，振動的隔離和振動的主動控制。(4) 詳細地論述了許多新的題目并配以直觀的例子，這包括一階系統(tǒng)的響應和時間常數(shù)，特征根和解的圖形化顯示，參數(shù)變化和根軌跡表示法，系統(tǒng)的穩(wěn)定性，受迫振動問題的傳遞函數(shù)方法，求自由和受迫振動問題解的拉普拉斯變換方法，頻率傳遞函數(shù)方法，有阻尼單自由度系統(tǒng)的波特圖，階躍響應，瞬態(tài)響應的描述和塑性及彈性沖擊。(5) 又新加了128道例題，160道習題，70道思考題和107個插圖。(6) 刪去了前幾版中在每章最后給出的基于C 和Fortran程序的例題和習題。本書的特色機械振動中的每一個題目都自成一章，所有的概念都給出了詳盡的解釋，所有的推導都給出了全部的細節(jié)。全書從始至終都強調計算方面的原理和技巧。每一章中的最后都給出了基于MATLAB的例題和一些通用MATLAB程序。此外，還給出了大量需要利用MATLAB或MATLAB程序求解的習題。在某種程度上，某些題目的介紹可能是以不太方便的方式給出的，尤其是第9～11章。大多數(shù)教科書都會在不同的章節(jié)討論隔振器、吸振器和機械的平衡問題。既然研究振動的主要目的之一就是要控制振動響應，所以第9章中的每一個題目都是和振動控制直接相關的。第10章介紹振動測量儀器和激振器、實驗模態(tài)分析以及設備狀態(tài)監(jiān)測。類似地，所有可應用于單自由度和多自由度以及連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)值積分方法構成了第11章的全部內容。本書的特色之處體現(xiàn)在以下幾個方面：機械振動（第5版）前言 240多道說明性的例題以配合大多數(shù)所討論的問題。 980多道思考題幫助學生復習和檢驗他們對教材內容的理解。思考題的形式包括多項選擇題、簡述題、判斷題、連線題和填空題。 每一章所給出的大量習題旨在強調所涉及內容之不同應用。全部習題的數(shù)量達到了1150多道。習題解答專門編成了一個教師手冊。 在各章的最后，共有30多道設計性題目，它們中的許多解并不是唯一的。 超過25個MATLAB程序以幫助學生理解如何實現(xiàn)教材中討論的數(shù)值方法。 在每一章和附錄的起始頁，給出約20位對振動理論的發(fā)展曾作出過重要貢獻的科學家和工程師的傳記信息。 書中給出的MATLAB程序、思考題和習題的答案可以在公司的網(wǎng)站上找到： www.prenhall.com/rao。選用本書作為教材的教師可以得到包含全部習題解答和設計性題目的有關提示的題解手冊。符號和單位在本書的例題和習題中，同時采用了國際制單位和英制單位。在致謝的后面，不僅給出了符號表，還列出了各種物理量的國際制單位和英制單位。在附錄E 中，又給出了國際制單位應用于振動領域時的簡要討論。其中，用黑斜體字母表示列向量，用方括號表示矩陣。材料的組織本書包括14章正文和6個附錄，其中第13、14兩章是以電子文檔的形式提供的，可以在公司的網(wǎng)站下載。閱讀本書的讀者應該具備靜力學、動力學、強度理論以及微分方程方面的基礎知識。盡管也期望讀者具備矩陣理論和拉普拉斯變換方面的一些背景知識，但還是在附錄C和D中分別給出了一個概要。第1章簡要地討論了振動研究的歷史和重要性，同時還介紹了對實際系統(tǒng)進行振動分析時如何進行簡化以及振動分析的各個步驟。接下來介紹了振動系統(tǒng)的基本組成剛度、阻尼和質量（慣性）以及振動分析中要用到的基本概念和術語。第2章介紹了單自由度無阻尼和黏性阻尼平動系統(tǒng)以及扭振系統(tǒng)的自由振動分析。討論了特征根和相應解的圖形化顯示方法、參數(shù)變化以及根軌跡表示法。盡管在控制系統(tǒng)中根軌跡法會經(jīng)常用到，本章還是直觀地示意了其在振動分析中的應用。本章還介紹了單自由度系統(tǒng)有庫侖阻尼和滯后阻尼時如何求自由振動響應。第3章討論了單自由度無阻尼和有阻尼系統(tǒng)在簡諧激勵下的響應。還概要地介紹了力傳遞率和位移傳遞率的概念以及它們在實際系統(tǒng)中的應用。第3章還介紹了傳遞函數(shù)方法、受迫振動的拉普拉斯變換解、頻率響應以及波特圖。第4章涉及的是單自由度系統(tǒng)在一般力函數(shù)作用下的響應。在這一章里還通過示例概要地介紹了周期函數(shù)傅里葉級數(shù)展開的作用、卷積積分、拉普拉斯變換以及數(shù)值方法。此外還利用峰值時間、上升時間和鎮(zhèn)定時間討論了弱阻尼系統(tǒng)響應的特性。第5章討論了兩自由度系統(tǒng)的自由振動和受迫振動問題。在這一章里還討論了自激振動和系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。還通過示例給出了傳遞函數(shù)方法、無阻尼和有阻尼系統(tǒng)的拉普拉斯變換解。第6章介紹了多自由度系統(tǒng)的振動問題，在理論上使用了矩陣分析方法。針對受迫振動問題的求解，詳細地給出了模態(tài)分析的全部過程。第7章介紹了求解離散系統(tǒng)固有頻率和模態(tài)的幾種近似方法，包括鄧克萊（Dunkerley）法、瑞利（Rayleigh）法、霍爾茨（Holzer）法、雅可比（Jacobi）法和矩陣迭代法。與離散系統(tǒng)運動微分方程的形式是常微分方程不同，連續(xù)或分布參數(shù)系統(tǒng)的運動微分方程的形式是偏微分方程。第8章討論連續(xù)體的振動，包括弦的振動、桿的振動、軸的振動、梁的振動和薄膜的振動。這一章還介紹了求解與連續(xù)系統(tǒng)有關的偏微分方程時用到的分離變量方法。此外，這一章還通過示例介紹了求解連續(xù)系統(tǒng)固有頻率的近似方法瑞利(Rayleigh)法和瑞利李茲(RayleighRitz)法。第9章討論了振動控制方面的問題，包括消振問題、隔振問題和吸振問題。本章還給出了振動列線圖和振動標準，據(jù)此可以判斷可以接受的振動強度。這一章還討論了旋轉和往復運動機械的平衡問題以及軸的弓形回轉問題。第9章的內容還包括用于控制振動系統(tǒng)響應的主動控制技術。第10章討論了用于振動響應測量的實驗方法，以及振動測量要用到的硬件和信號分析技術。最后介紹了設備運行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術。第11章討論了求離散和連續(xù)系統(tǒng)動力學響應的幾種數(shù)值積分方法，包括中心差分法、龍格庫塔法(RungeKutta)、侯伯特(Houbolt)法、威爾遜(Wilson)法和紐馬克 (Newmark) 法，并給出了示例。第12章結合一維單元介紹了有限單元分析方法，對桁架、受扭桿和梁進行靜力和動力分析時分別用到了桿單元、軸單元和梁單元。本章還討論了進行振動分析時一致質量矩陣和集中質量矩陣的使用問題。非線性振動問題的描述表現(xiàn)為非線性微分方程，非線性振動表現(xiàn)出的某些現(xiàn)象經(jīng)常是不能用相應的線性問題預測的，甚至是不能提供任何線索。第13章關于非線性振動介紹性的內容包括亞諧振動、超諧振動、極限環(huán)、時變系數(shù)系統(tǒng)和混沌。第14章討論的是線性振動系統(tǒng)的隨機振動問題，介紹了隨機過程、平穩(wěn)過程、功率譜密度、自相關、寬帶和窄帶隨機過程等概念，并討論了單自由度和多自由度系統(tǒng)的隨機振動響應。附錄A和B分別介紹數(shù)學關系以及梁和板的變形。附錄C、D和E分別介紹矩陣理論基礎、拉普拉斯變換和國際制單位。最后，在附錄F中介紹了MATLAB程序設計基礎。典型的課程提綱本書的素材為不同類型的振動課程提供了一個彈性的選擇。第1～5章、第9章和第6章的部分內容構成了本課程的基本內容，對于不同的側重或定位，可按如下的提示增加額外的章節(jié)。 第8章是針對連續(xù)或分布參數(shù)系統(tǒng)的。 第7和11章是針對數(shù)值解的。 第10章是針對實驗方法和信號分析的。 第12章是針對有限元分析的。 第13章是針對非線性振動的。 第14章是針對隨機振動的。期望的課程效果本書所提供的材料有助于達到工程與技術鑒定委員會（Accreditation Board for Engineering and Technology，ABET）指定的某些培養(yǎng)方案的效果，它們是： 應用數(shù)學、科學以及工程方面知識的能力。如本書所呈現(xiàn)的這樣，振動課程是利用數(shù)學知識（不同形式的方程、矩陣代數(shù)、矢量方法和復數(shù)）和科學知識（靜力學與運動學）求解工程中的振動問題。 對工程問題進行識別、公式化建模和求解的能力。大量的例題、習題和設計性題目都是為了幫助學生識別各種各樣的實際振動問題，建立數(shù)學模型、分析、求解以及對結果進行正確的解釋。 利用工程實踐所必需的技術、方法和現(xiàn)代工程工具的能力。在每一章的最后一節(jié)都給出了利用MATLAB軟件求振動問題解的示例，并在附錄F中總結了MATLAB編程的基礎知識。利用現(xiàn)代分析技術有限元方法求振動問題的解單獨成章（第12章）。有限元方法是工業(yè)領域廣為人知的對復雜振動系統(tǒng)建模、分析和求解的一種技術。 設計和進行實驗以及分析和解釋實驗數(shù)據(jù)的能力。本書的第10章為讀者呈現(xiàn)的是實驗方法和與振動相關的數(shù)據(jù)分析方面的內容，還討論了進行振動實驗、信號分析和系統(tǒng)參數(shù)識別所需的儀器和設備。

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