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第1章 绪论1

1.1　结构动力学概述1

1.2　动力荷载1

1.2.1　简谐荷载2

1.2.2　非简谐周期荷载2

1.2.3　冲击荷载2

1.2.4　任意动荷载3

1.3　结构动力问题的特点4

1.4　结构离散化方法4

1.4.1　集中质量法5

1.4.2　广义坐标法6

1.4.3　有限单元法6

习题8

第2章　动力学基础及运动方程的建立9

2.1　动力学基础9

2.1.1　动力自由度9

2.1.2　基本动力系统元件10

2.1.3　动力系统类型13

2.2　运动微分方程的建立13

2.2.1　动力平衡法13

2.2.2　虚位移原理15

2.2.3　Hamilton原理18

2.2.4　Lagrange方程19

2.3　重力的影响22

2.4　地基运动的影响23

习题24

第3章　单自由度体系26

3.1 自由振动反应27

3.1.1　无阻尼自由振动27

3.1.2　有阻尼自由振动29

3.1.3　阻尼及其测量32

3.2　简谐荷载反应35

3.2.1　无阻尼体系的简谐荷载反应35

3.2.2　有阻尼体系的简谐荷载反应38

3.2.3　动力放大系数39

3.2.4　共振反应42

3.2.5　阻尼比的求解42

3.3　周期荷载反应44

3.4　冲击荷载反应48

3.4.1　正弦波脉冲48

3.4.2　矩形脉冲49

3.4.3　三角形脉冲50

3.5　任意荷载的反应53

3.5.1　Duhamel积分（时域分析）53

3.5.2　Fourier变换（频域分析）59

3.6　振动的能量61

3.6.1 自由振动过程中的能量61

3.6.2　粘性阻尼体系的能量耗散62

3.6.3　等效粘性阻尼63

3.6.4　复阻尼65

3.6.5　摩擦阻尼66

3.7　结构振动试验66

3.7.1　振动试验简介66

3.7.2　激振设备67

3.7.3　测振仪器68

3.7.4　数据采集分析系统71

3.8　隔振原理71

3.8.1　积极隔振72

3.8.2　消极隔振73

习题75

第4章 多自由度体系77

4.1　两个自由度体系78

4.1.1　运动方程的建立78

4.1.2　无阻尼自由振动79

4.1.3　振型80

4.1.4　运动方程的一般解81

4.2　无阻尼自由振动81

4.2.1　运动方程的建立81

4.2.2　振型82

4.2.3　振型的正交性83

4.2.4　广义质量和广义刚度85

4.3　有阻尼体系的受迫振动87

4.3.1　坐标的耦联与正则坐标88

4.3.2　阻尼假设89

4.3.3　振型叠加法91

4.4　动力特性的实用计算方法94

4.4.1　Dunkerley公式94

4.4.2　Reyleigh能量法96

4.4.3　Ritz法99

4.4.4　矩阵迭代法101

4.4.5　子空间迭代法105

4.5　动力反应数值分析方法107

4.5.1　中心差分法108

4.5.2　平均常加速度法109

4.5.3　线性加速度法111

4.5.4　Newmark-β法113

4.5.5　Wilson-θ法114

4.6　动力分析中的有限元法117

4.6.1　有限单元法的一般过程117

4.6.2　动力分析中的有限元法119

4.6.3　梁的位移模式和形函数120

4.6.4　单元刚度矩阵121

4.6.5　质量矩阵123

4.6.6　阻尼矩阵125

4.6.7　等效结点荷载125

习题129

第5章　无限自由度体系131

5.1　无阻尼直梁的轴向振动131

5.2　无阻尼梁的横向自由振动135

5.3　有阻尼梁在一般荷载作用下的偏微分运动方程138

5.4　振型的正交性141

5.5　振型叠加法143

5.5.1　广义质量144

5.5.2　广义荷载144

5.6　轴向力、剪切变形和转动惯量对振动方程的影响147

5.6.1　考虑轴向力影响的梁的振动方程148

5.6.2　转动惯量对振动方程的影响149

5.6.3　考虑转动惯量与剪切变形的梁振动方程150

5.7　简支梁在移动荷载作用下的振动152

5.8　板的横向自由振动154

习题156

第6章　结构随机振动158

6.1　概述158

6.2　随机过程160

6.2.1　随机过程的概念160

6.2.2　随机过程的概率描述161

6.2.3　随机过程的数字特征162

6.2.4　平稳随机过程169

6.2.5　几种重要的随机过程171

6.2.6　地震地面运动的随机模型172

6.3　线性单自由度体系随机反应176

6.3.1　时域分析方法176

6.3.2　频域分析方法178

6.3.3　激励和反应的互相关函数和互谱密度180

6.4　线性多自由度体系随机反应182

6.4.1　直接方法182

6.4.2　振型叠加法186

6.5　非线性结构随机反应分析191

6.5.1　摄动法192

6.5.2　等效线性化方法194

6.6　结构随机反应分析的状态空间法195

6.6.1　状态空间的基本概念196

6.6.2　单自由度体系196

6.6.3　多自由度体系198

习题199

第7章　结构动力学若干研究课题200

7.1　结构地震反应分析200

7.1.1　建筑结构地震作用计算方法简介201

7.1.2　单自由度弹性体系的水平地震作用202

7.1.3　地震反应谱203

7.1.4　振型分解反应谱法205

7.1.5　底部剪力法207

7.2　结构振动控制210

7.2.1　概念及分类210

7.2.2　粘弹性阻尼器减振技术212

7.2.3　橡胶基础隔震技术215

7.2.4　磁流变阻尼器减振技术218

7.3　模态分析与理论221

7.3.1　模态参数221

7.3.2　实模态分析222

7.3.3　复模态分析223

7.4　结构动力损伤识别225

7.4.1　频率基损伤识别方法226

7.4.2　模态基损伤识别方法226

7.4.3　基于刚度变化的损伤识别方法228

7.4.4　基于柔度变化的损伤识别方法228

7.4.5　基于能量的损伤识别方法229

7.4.6　动力损伤识别研究展望229

7.5　动力分析非线性问题230

7.5.1　动力分析中的物理非线性问题230

7.5.2　动力分析中的几何非线性问题232

7.6　子结构法234

7.6.1　子结构法有限元分析234

7.6.2　子结构法损伤识别235

习题236

参考文献237