《主动式和被动式阻尼减振技术》主要针对广泛存在于各类工程领域中的有害振动问题，面向减振降噪实际需求，系统而详尽地阐述了主动式和被动式阻尼减振技术，构建了完整的阻尼减振理论体系，并给出了极为丰富的应用分析。

《主动式和被动式阻尼减振技术》从被动式和主动式两大方面系统而完整地归纳和探讨了当前主要的阻尼减振技术措施，涵盖了从被动式到主动式，从自由阻尼层到约束阻尼层，从集中参数系统到分布参数系统，从宏观结构尺度到纳米结构尺度，以及从传统处理手段到一系列当今新技术和新概念阻尼减振方法等核心内容。

舒海生，男，1976.11月出生，教授，博士后，博士生导师，1997年毕业于哈尔滨工程大学机械工程专业，2005年取得工学博士学位。多年来一直承担本科生和研究生的机械振动课程的教学工作，教学效果优良，4次获得优秀主讲教师称号。 科研方面，主要从事声子晶体与超材料、振动噪声控制方面的科学研究。

第1部分 黏弹性阻尼减振的基础知识

第1章 阻尼减振

1．1 概述

1．2 被动式、主动式和混合式振动控制

1．2．1 被动式阻尼减振

1．2．2 主动式阻尼减振

1．2．3 混合式阻尼减振

1．3 本章小结

参考文献

第2章 黏弹性阻尼

2．1 引言

2．2 黏弹性材料的经典模型

2．2．1 时域内的特性

2．2．2 时域内的基本分析

2．2．3 Maxwell模型和Kelvin-Voigt模型更为详尽的时域响应

2．2．4 Poynting-Thomson模型的时域响应

2．3 蠕变柔量和松弛模量

2．3．1 基于拉普拉斯变换的求解方法

2．3．2 基于线性方程组的求解方法

2．4 黏弹性材料的频域特性

2．5 黏弹性材料的滞回特性和能量耗散特性

2．5．1 滞回特性

2．5．2 能量耗散特性

2．5．3 损耗因子

2．5．4 储能模量

2．6 黏弹性材料的分数阶导数模型

2．6．1 分数阶导数模型的基本构造单元

2．6．2 基本的分数阶导数模型

2．6．3 其他常用的分数阶导数模型

2．7 黏弹性机制与其他类型阻尼机制的比较

2．8 本章小结

参考文献

本章附录

第3章 黏弹性材料特性的表征

3．1 概述

3．2 黏弹性材料的典型行为特性

3．3 黏弹性材料动态特性的频域测试技术

3．3．1 动态机械热分析仪

3．3．2 0berst粱方法

3．4 黏弹性材料的主曲线

3．4．1 温度一频率叠加原理

3．4．2 主曲线的应用

3．4．3 常数温度线

3．5 黏弹性材料动态特性的时域测量技术

3．5．1 蠕变和松弛测量方法

3．5．2 分离式Hopkinson压杆方法

3．5．3 波传播方法

3．5．4 超声波传播方法

3．6 本章小结

参考文献

本章附录

第4章 黏弹性材料

4．1 引言

4．2 Golla-Hughes-McTavish（GHM）模型

4．2．1 基于GHM模型的基本分析思想

4．2．2 GHM振荡项参数的计算

4．2．3 关于GHM模型的结构

……

第Ⅱ部分 先进的阻尼处理技术

本书主要阐述主动式和被动式阻尼减振技术的基本原理和应用领域，较为全面地覆盖了与各种阻尼减振技术相关的物理原理、控制理论以及最优设计策略等内容。全书以引入智能材料来改进和增强被动式阻尼减振性能为核心主线，进行了深入的剖析。

借助合适的减振技术对结构进行振动控制是一个非常重要的研究领域，与此相关的各种动力学行为需要我们深刻地去认识和理解，这也是本书最重要的一个目标。在撰写本书时，我尽量以简洁但不失全面性的方式对相关理论基础加以介绍，并将侧重点放在黏弹性阻尼材料方面，揭示如何以被动方式和主动方式去调控此类材料的能量耗散特性。在撰写本书的这些年中，我一直从事被动式和主动式振动噪声控制方面的教学工作，同时也在这些领域进行科学研究。这些研究工作极大地丰富了我的教学内容，加深了我对这些领域的理解。事实上，我已经尝试着将相关的理论和工程实际结合起来，使得学生们和工程技术人员能够更好、更深刻地认识、理解并应用这些振动控制技术。在这一方面，我认为阿尔伯特·爱因斯坦的论述可以为我们提供良好的启示：

“为什么这一应用科学虽然能够为我们的生活和工作带来诸多益处，但是我们却从中感受不到多少快乐呢？其实答案很简单：因为我们还没有学会如何真正合理地善用它。”

因此，在本书中我已经有意识地将相关理论与各种应用场景有机结合起来，讨论了多种多样的应用实例，并进行了相当细致的计算机仿真分析，从而使得相关理论的实现更为真实，也更具实用性。

全书由12章组成，可以划分为两个部分。第1部分主要阐述的是阻尼减振的基本原理，包括了6章内容，第Ⅱ部分主要讨论了各类先进的阻尼减振技术，同时也包括在不同结构系统中的应用分析。

在第1部分中：第1章针对被动式和主动式阻尼减振这一领域做了概述；第2章考察了黏弹性阻尼材料的经典模型；第3章给出了频域和时域中黏弹性材料的一些重要表征方法；第4章针对黏弹性材料探讨了一些先进的建模技术，包括Prony级数方法、Gloa-Hughes-MacTavish方法、增强热力学场方法以及分数阶导数法，通过有限元方法并借助上述这些技术手段，我们就可以在时域和频域中为带有黏弹性材料的结构的动力学行为进行建模；在第5章中，采用模态应变能来评价和预测带有阻尼材料的结构的模态损耗因子，并据此考察了此类结构的最优设计问题；第6章主要阐述了各种构型的被动式和主动式阻尼处理方案，分析了它们对杆、梁和板等重要结构物的能量耗散特性。

在第Ⅱ部分中：第7章介绍了被动式和主动式约束层阻尼处理技术在梁、板和壳等结构物方面的应用；第8章考察了各种先进的阻尼处理方案的建模问题，例如垫高型、功能梯度型、主动式压电阻尼复合结构型以及磁阻尼型等；在第9章和第10章中，分别讨论了压电分流和周期性设计问题，将这两种处理方案视为无阻尼型振动抑制技术，它们的行为特性类似于传统的阻尼处理技术，并且还具有可调功能；第11章主要介绍了一系列被动式和主动式纳米颗粒阻尼复合结构；第12章则考察了阻尼结构系统中的功率流这一问题。

在本书中，给出了非常丰富的数值算例，目的是加深读者对相关理论的理解，同时也为他们提供了有益的训练实例，使得他们可以更好地掌握相关技术以满足主动式和被动式振动抑制系统的设计与实现要求。这些数值算例都可由相关的MATLAB软件模块来运行，显然，对于振动抑制系统的设计人员来说，这无疑有助于他们尽快地将相关理论应用到各种不同的实际问题之中。

此外，在本书的每一章后面还给出了很多供思考的问题，它们覆盖了与阻尼减振技术相关的理论分析、设计和应用等各个方面。

可以看出，本书所涵盖的内容是相当广泛的，正是因为这一点，我认为本书非常适合于对振动抑制技术领域感兴趣，并希望能够获得更深入认识的高年级本科生、研究生、科研人员以及工程技术人员。相信本书所给出的丰富内容一定能够帮助上述读者群体更快捷地获得这一技术领域的相关知识，并能够针对大量实际场合做出正确而有效的分析、设计、优化和应用。

可以说，如果没有众多学生、同事和朋友们的鼎力支持，很难想象本书能够顺利地完成，他们所做出的贡献在全书的字里行间都是清晰可见的。在这里，我要特别向埃及开罗Ain Shams大学的Wael Akl教授和Adel Al Sabbagh教授表示感谢，感谢他们为本书做出的巨大的贡献。我也要感谢沙特阿拉伯KingSaud大学的Osama Aldraihem教授，感谢他多年来的合作以及对本书第11章所做出的工作，同时还要感谢的是佐治亚理工学院的Massimo Ruzzene教授，多年以来我们的合作取得了丰硕的成果。