序制造和使用工具是人類進化史上*重要的里程碑之一。機械作為工具不斷發(fā)展和進化的載體，是現(xiàn)代人類社會發(fā)展的重要支柱。人類社會的發(fā)展，常常需要提高機械的運行速度，以提升生產(chǎn)效率。公元1世紀，人類開始使用風車、水車，其運行速度為每分鐘幾轉到幾十轉；18世紀末，隨著蒸汽機問世，機械的運行速度提高到每分鐘幾百轉，大大提高了勞動生產(chǎn)率，直接帶來了次工業(yè)革命。19世紀末，內燃機的轉速達到每分鐘幾千轉，極大地促進了機械制造業(yè)的發(fā)展。19世紀末至20世紀初，燃氣輪機、噴氣式發(fā)動機的發(fā)明，使機械的運行速度達到每分鐘幾萬轉到十幾萬轉。因此，人類活動的領域更加開闊，航天事業(yè)得以開拓，進一步帶動和促進了其他科學和工業(yè)部門的發(fā)展。隨著機械運行速度的不斷提高，機械系統(tǒng)的動力學問題日益突出。例如，被譽為現(xiàn)代工業(yè)皇冠的航空發(fā)動機，在設計、生產(chǎn)、使用和維修等各個環(huán)節(jié)都要考慮動力學問題，如果動力學性能設計不當，將會使航空發(fā)動機振動過大，不僅會影響發(fā)動機本身，而且會影響其附件及儀表的工作穩(wěn)定性，甚至會使發(fā)動機結構受到巨大的振動應力，*終影響發(fā)動機工作的可靠性。據(jù)統(tǒng)計，發(fā)動機90%的結構強度故障都由振動所導致或與振動有關。機床是裝備制造業(yè)和國防工業(yè)的基礎。機床切削時的振動和變形不僅會直接影響機床的動態(tài)精度和工件的加工質量，而且會導致生產(chǎn)效率下降、刀具磨損加劇，甚至直接導致機床故障和縮短機床使用壽命。因此，在機床的設計、制造、使用等環(huán)節(jié)必須考慮機床的動力學問題。從以上分析可以看出，機械系統(tǒng)的動力學問題是影響機械產(chǎn)品質量的關鍵問題之一。本書是我課題組李鶴、馬輝、李朝峰、劉楊等4位教授編寫的高等院校工科相關專業(yè)研究生機械系統(tǒng)動力學課程教材，講述了單自由度系統(tǒng)與多自由度系統(tǒng)的振動理論、齒輪傳動系統(tǒng)動力學、軸承-轉子系統(tǒng)動力學和旋轉葉片（梁）動力學等內容。全書既強調機械系統(tǒng)動力學的基本概念、基本理論與方法，又注重機械系統(tǒng)動力學的理論與方法在工程中的應用。本書可以作為高等院校機械系統(tǒng)動力學課程的教學用書，供教師和研究生、高年級本科生在課程學習中使用，同時對廣大從事機械系統(tǒng)動力學理論和應用研究的工程技術人員及科學工作者也有重要參考價值。研究機械系統(tǒng)動力學問題，往往要綜合應用機械原理、彈性理論、疲勞強度、非線性振動乃至控制工程的理論與方法，在分析手段上除了理論分析之外，還涉及測試技術與數(shù)值分析等。希望本書能夠幫助青年才俊們掌握機械系統(tǒng)動力學分析的一般方法與手段。今年是中國共產(chǎn)黨成立100周年，全面建設社會主義現(xiàn)代化國家新征程已經(jīng)開啟，從智能汽車、精密機床，到芯片制造、天宮空間站、第五代隱形戰(zhàn)機等，各領域都有著大量的動力學問題，希望青年才俊們堅定理想信念，樹立遠大志向，牢記初心使命，扛起歷史責任，不斷學習，不斷實踐，努力解決機械系統(tǒng)動力學問題，提升我國機械產(chǎn)品的品質。中國科學院院士、東北大學教授，聞邦椿。前言早在18世紀末19世紀初，機器的發(fā)明及應用就已經(jīng)成為了工業(yè)革命時代開始的標志。機器的速度越來越快，動力學問題日益突出，迫使工程師們開始利用牛頓力學解釋、分析機器運行中出現(xiàn)的問題，尤其是振動過大的問題。機械系統(tǒng)動力學因此形成并逐漸發(fā)展。航空航天、航海工程以及能源動力機械的發(fā)展對動力學提出了更高要求，也使得機械系統(tǒng)動力學得到了迅速的發(fā)展，從定性分析到定量計算，從簡單模型到大規(guī)模計算機仿真模型，從確定性理論到隨機理論，從模型試驗到物理樣機試驗，機械系統(tǒng)動力學分析已經(jīng)成為高端重大機械裝備設計、分析和運行保障不可或缺的手段與工具。為了*大限度地抑制機械系統(tǒng)的有害振動，首要的任務是弄清振動的機理，揭示和了解振動的內在規(guī)律及其外部影響因素。因此，對振動的機理進行研究是一項十分迫切的任務。在此基礎上，還要進一步采取有效措施，對振動與波進行有效的控制及利用，以便減輕或避免它對人類生活和生產(chǎn)所造成的有害影響，或者使有用的振動與波更好地為人類服務。本書主要講解機械系統(tǒng)動力學的一般理論及其在工程中的應用，主要內容包括：系統(tǒng)的建模及其求解方法、系統(tǒng)的特性研究、典型系統(tǒng)的動力學分析與動力學性質。本書力圖從以下幾個方面彰顯編寫特點。(1) 突出實踐性：講解問題是從工程實際情況出發(fā)的。(2) 考慮普遍性：為使讀者較全面地掌握振動系統(tǒng)特點及其建模和求解方法, 本書系統(tǒng)地對單自由度、多自由度振動系統(tǒng)等的各類振動問題進行了介紹，還研究了工程中振動系統(tǒng)的一些動態(tài)特性。(3) 重視實用性：列舉了工程中振動系統(tǒng)及其動態(tài)特性的具體應用實例。本書由李鶴、馬輝、李朝峰和劉楊負責編寫，其中第1～3章由李鶴編寫，第4章由馬輝編寫，第5章由劉楊編寫，第6、7章由李朝峰編寫。全書由李鶴負責統(tǒng)稿。特別感謝編者們的導師聞邦椿院士在百忙之中對全書進行了仔細審閱，提出了寶貴的意見和建議，并為本書作序。在編寫過程中，編者還得到所在課題組同事們的支持和幫助，在此一并向他們致以衷心的感謝。本書得到了東北大學一流大學研究生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)項目的資助，特此致謝。限于編者水平, 書中欠缺和不妥之處在所難免，懇請讀者不吝指正。編者2020年10月于沈陽南湖