1.4　振动力学的研究内容

随着科技和生产的发展及近代电子技术和数字计算机的发展和广泛的应用，使振动领域的基础理论和应用技术的研究日益广泛和深入。过去无法实现的复杂计算和测试皆可能实现，使振动的研究取得了突破性的进展。

当前我国处在经济建设的高潮，大量的工程项目正在建设中，工程的设计，工程问题的分析处理，产品质量的提高，设备有效运行的故障排除等，都提出了大量需要研究和解决的问题。总之，振动研究的目的是探究工程实际中使研究对象发生振动的原因及其运动规律对机器、结构物和人体的影响，寻找控制和消除振动的方法。振动的研究大致有以下几个方面：

（1）确定系统的固有频率，预防共振的发生；

（2）计算系统的动力响应，以确定机器、结构物受到的动载荷或振动的能量水平；

（3）研究平衡、隔振和消振方法，以消除振动的影响；

（4）研究自激振动及其他不稳定振动产生的原因，以便有效地控制；

（5）进行振动检测，分析事故原因及控制环境噪声；

（6）振动技术的利用。

以上这些问题涉及线性振动、非线性振动、随机振动及其他学科等。由于本书篇幅的限制，主要讨论前两类问题。

振动力学研究的内容可以用图1.2表示。系统是指所研究振动问题的对象、机械产品、工程结构或零部件，它表征了系统本身的特征，如质量（惯性）、弹性（刚度）、阻尼。激励（输入）是指外界对系统的作用，如初始干扰、外激振力等。响应（输出）是指系统在激励的作用下所产生的输出（位移，速度和加速度），通常称为系统的动态响应。

图　1.2

从计算分析来看，只要已知其中两者的情况即可求得第三者。从此意义来说，工程实际中所研究和所要解决的问题可分为以下几类：

（1）响应分析。在己知系统激励和系统参数的情况下求系统响应问题，它包括位移、速度、加速度和力的响应，为计算结构物的强度、刚度、允许的振动能量水平提供依据。

（2）系统设计。在已知系统激励的情况下设计合理的系统参数，以满足动态响应或其他输出的要求。这是使结构具有良好动态性能非常重要的一步，同时它也依赖于前一个问题的解决，故在实际工作中这两个问题是互相交替进行分析的。

（3）系统识别。在已知系统的激励和响应的情况下求系统的参数，以便了解系统的特性，这个问题称为动力学反问题之一。目前较为有效的方法是采用测试技术和理论相结合的途径。

（4）环境预测。在已知系统的输出及系统参数的情况下，来确定系统的输入，以判别系统的环境特性。