作为一门科学学科，结构随机动力学已经从20世纪40年代初的幼年期发展为如今相对成熟的动力学分支。在此过程中，基本的随机振动理论被认为是在20世纪50年代末建立的。它主要处理结构对随机激励的响应分析，如建筑物和桥梁对风荷载和地震的响应、车辆行驶的振动、大气湍流和喷气噪声引起的飞机动力学行为。20世纪60年代末，结构参数中随机性对结构响应的影响的重要性逐渐得到认识，由此引出了随机结构分析（许多学者也称之为随机有限元分析）。在过去的40年中，在此两方面已经有大量的文献发表。但是，细心的人可能会发现，随机振动理论和随机有限单元分析似乎在以两种平行的方式发展。对于大多数工程师而言，即使是那些熟悉随机分析的专家，也很难将他们对动力学两个分支的理解组织于系统的框架中。因此，本书的首要目标是为结构的随机动力学提供一个连贯、合理且自洽的理论框架，以弥补传统随机振动理论和随机有限单元分析方法之间的空白。我们希望这种处理方法能够为随机动力响应分析、可靠性评估与系统控制提供一个综合的基础。
第二个目标可能更为重要，并且可能有些雄心勃勃，即在一个统一的新理论框架中处理结构随机动力学的基本内容。我们将其称为物理随机系统的框架。大多数人都知道，在许多实际应用中，所关注的系统通常表现出非线性。但是，对于非线性动力学系统而言，经典随机动力学理论涉及相当的复杂性。经由随机振动和随机有限元分析领域的大量研究工作，尽管简单结构模型已经取得了重要进展，但是人们仍然不能合理地解决非线性随机动力系统的问题，特别是对于实际的复杂结构。缘于对非线性随机系统提供合理的描述并开发适当分析工具的动因，在过去的15年中，我们在这一困难的领域进行了系统的研究。追溯到本学科的源头，我们发现在随机动力学研究中存在两种历史传统： 现象学传统和物理学传统。由于引入了维纳过程，这两种传统有了内在的联系。但是，如果我们回到物理过程本身（也就是说，从物理角度研究随机现象），那么将指引我们走向另一种可能的道路： 基于物理研究随机系统。沿着这一路线，本书给出了动力学系统的物理样本轨迹与其概率描述之间的关系的合理描述，由此建立了一类动力学系统的广义概率密度演化方程，该方程可以以统一的形式处理线性与非线性系统。我们发现，基于物理随机系统的思想，传统的随机振动理论和随机有限元方法可以合理地纳入新的理论框架。显然，这为在一个综合框架中重新梳理结构随机动力学的内容提供了基础。本书试图介绍这一进展，并提出实用的方法和可行算法。
本书面向土木工程、机械工程、飞机和海洋工程以及力学领域的研究生和专业人士。读者的知识储备需达到科学或工程学士的水平，尤其对概率论与结构动力学的概念有基本了解。此外，为使本书独立完整，还介绍了随机变量、随机过程和随机场的基本概念。
首先诚挚地感谢美国莱斯大学（Rice University）的Pol D. Spanos教授的友好鼓励，以及美国南加利福尼亚大学（University of Southern California）Roger G. Ghanem教授的建设性意见和富有成果的讨论。也特别感谢美国加利福尼亚理工学院（California Institute of Technology）的Wifred D. Iwan教授、大连理工大学的欧进萍教授和日本名古屋工业大学（Nagoya Institute of Technology）的赵衍刚教授的宝贵帮助和建议。本书作者希望借此机会对英国萨塞克斯大学（University of Sussex）的John B. Roberts教授表示由衷的感谢，1993至1994年作者在萨塞克斯大学进行高级访问学者研究期间，Roberts教授给予了作者慷慨的支持，使作者得以完成随机结构分析和建模的研究。深切怀念John B. Roberts教授！同时，感谢同济大学的同事吕西林教授、李国强教授、顾明教授、陈以一教授和楼梦麟教授一直以来的合作和支持。
作者的大部分研究工作是在国家自然科学基金委的支持下进行的，包括国家杰出青年科学基金（作者于1998年获得）、青年学者基金（第二作者于2004年获得）和创新研究群体计划。感谢所有的支持。
李杰、陈建兵
2008年6月于上海
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