本書分為基礎理論和振動測試方法與應用兩個部分。其中，基礎理論部分包括：單自由度振動系統(tǒng)和多自由度振動系統(tǒng)的理論建模，振動系統(tǒng)頻率響應函數(shù)的建模與求解方法，振動系統(tǒng)的模態(tài)表達、模態(tài)特性及狀態(tài)空間模態(tài)分析，振動信號分析的典型方法。振動測試方法與應用部分包括：振動傳感方法、先進振動測量技術(shù)、振動測試儀器系統(tǒng)、實驗模態(tài)分析與工作模態(tài)分析，以及振動測試應用案例。
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目錄
前言
第一部分 基礎理論
第1章 線性離散系統(tǒng)振動理論 3
1.1 單自由度振動系統(tǒng)振動理論 3
1.1.1 線性離散系統(tǒng)的力學模型 3
1.1.2 振動微分方程及其響應 4
1.1.3 振動特性 7
1.1.4 阻尼 10
1.2 多自由度振動系統(tǒng)振動理論 13
1.2.1 振動微分方程及其響應 13
1.2.2 振動特性 17
1.3 本章小結(jié) 19
參考文獻 19
第2章 線性離散系統(tǒng)的頻率響應 20
2.1 頻率響應及其變換方法 20
2.1.1 系統(tǒng)傳遞函數(shù) 20
2.1.2 頻率響應函數(shù) 23
2.1.3 由狀態(tài)方程求傳遞函數(shù)矩陣 25
2.2 使用機械阻抗表達頻率響應 26
2.2.1 機械阻抗的表達 27
2.2.2 阻抗網(wǎng)絡互連定律 28
2.3 機械阻抗方法的力/位移傳遞 30
2.3.1 激勵力傳遞 31
2.3.2 支承位移傳遞 32
2.4 位移導納方法 33
2.4.1 位移導納網(wǎng)絡互連定律 33
2.4.2 方法應用 34
2.5 本章小結(jié) 37
參考文獻 37
第3章 模態(tài)分析 38
3.1 系統(tǒng)的模態(tài)表達 38
3.1.1 自由度與獨立坐標 38
3.1.2 動力學系統(tǒng)參數(shù)表達 40
3.1.3 模態(tài)振動表達 42
3.2 模態(tài)特性 43
3.2.1 模態(tài)的正交性 43
3.2.2 靜模態(tài)與剛體模態(tài) 46
3.2.3 模態(tài)振動的求解方法 47
3.3 狀態(tài)空間模態(tài)分析 51
3.3.1 二階動力學系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型 51
3.3.2 狀態(tài)空間模態(tài)求解 52
3.4 本章小結(jié) 53
參考文獻 53
第4章 典型振動信號分析 54
4.1 時域信號分析 54
4.1.1 振動信號的表示 54
4.1.2 信號幅度的概率密度表征 56
4.1.3 均值與方差 57
4.1.4 均方值與均方根值 57
4.1.5 偏斜度與峭度 58
4.1.6 自相關(guān)與互相關(guān) 58
4.1.7 時域同步平均 62
4.2 頻域信號分析 63
4.2.1 傅里葉積分變換 63
4.2.2 傅里葉級數(shù)展開 64
4.2.3 離散傅里葉變換 65
4.2.4 三種傅里葉變換的關(guān)系 65
4.3 隨機信號分析 66
4.3.1 信號泄漏與窗函數(shù) 66
4.3.2 相干與譜密度 67
4.3.3 倒譜 69
4.3.4 包絡解調(diào)法 72
4.4 本章小結(jié) 75
參考文獻 75
第二部分 振動測試方法與應用
第5章 振動測量中的運動與力/力矩傳感方法 79
5.1 振動傳感器的機械接收原理 79
5.1.1 相對式機械接收原理 79
5.1.2 慣性式機械接收原理 80
5.2 運動傳感器 85
5.2.1 電磁感應運動傳感器 85
5.2.2 電容運動傳感器 91
5.2.3 壓電加速度傳感器 94
5.2.4 壓阻加速度傳感器 99
5.3 力/力矩傳感器 99
5.3.1 應變傳感器 100
5.3.2 應變力矩傳感器 101
5.3.3 其他類型力矩傳感器 102
5.4 振動傳感器的典型性能 104
5.5 本章小結(jié) 104
參考文獻 105
第6章 先進振動測量技術(shù) 106
6.1 全息干涉振動測量 106
6.1.1 激光全息干涉基礎 106
6.1.2 時間平均全息干涉法與振型測量 107
6.2 激光多普勒振動測量 110
6.2.1 激光多普勒測振原理 110
6.2.2 激光多普勒測振儀光學原理 111
6.2.3 Mach-Zehnder激光多普勒測振儀原理與應用 114
6.3 數(shù)字散斑相關(guān)全場振動測量 117
6.3.1 3D DIC方法測量振動位移 118
6.3.2 測量應用 121
6.4 基于相位的視頻運動放大的振動測量 125
6.4.1 光流運動測量方法 125
6.4.2 基于相位的視頻運動放大（PVMM）算法 126
6.4.3 測量應用 128
6.5 本章小結(jié) 129
參考文獻 129
第7章 振動測試儀器系統(tǒng) 131
7.1 系統(tǒng)互聯(lián) 131
7.2 放大器 133
7.2.1 電壓、電流與功率放大器 133
7.2.2 儀用放大器 135
7.2.3 放大器性能 136
7.3 模擬濾波器 137
7.3.1 低通濾波器 137
7.3.2 高通濾波器 139
7.3.3 帶通濾波器 140
7.3.4 帶阻濾波器 141
7.4 調(diào)幅與解調(diào) 142
7.4.1 調(diào)幅 142
7.4.2 解調(diào) 144
7.5 數(shù)模轉(zhuǎn)換與模數(shù)轉(zhuǎn)換 144
7.5.1 數(shù)模轉(zhuǎn)換（DAC） 144
7.5.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC） 147
7.5.3 ADC/DAC主要性能參數(shù) 149
7.6 壓電加速度測量系統(tǒng) 149
7.6.1 電壓放大器 149
7.6.2 電荷放大器 151
7.7 激振設備 152
7.7.1 激振設備性能指標 152
7.7.2 振動臺 154
7.7.3 模態(tài)激振器與力錘 155
7.8 本章小結(jié) 158
參考文獻 158
第8章 實驗模態(tài)分析與工作模態(tài)分析 159
8.1 實驗模態(tài)分析的理論基礎 159
8.1.1 模態(tài)空間表達的傳遞函數(shù) 159
8.1.2 互易性定理 161
8.1.3 用于模型辨識的其他傳遞函數(shù)與頻率響應函數(shù)表達 161
8.2 實驗模態(tài)分析原則 163
8.2.1 有效頻率響應數(shù)據(jù)集的規(guī)劃與準備 163
8.2.2 提取系統(tǒng)物理參數(shù)方法 164
8.3 傳遞函數(shù)的曲線擬合 165
8.3.1 曲線擬合問題描述 165
8.3.2 單自由度曲線擬合方法 166
8.3.3 多自由度曲線擬合方法 169
8.3.4 通用頻域估計傳遞函數(shù) 170
8.3.5 留數(shù)提取 170
8.4 模態(tài)識別技術(shù) 170
8.4.1 集總函數(shù) 170
8.4.2 多變量模態(tài)指示函數(shù) 171
8.4.3 復模態(tài)指示函數(shù) 172
8.4.4 穩(wěn)態(tài)圖 173
8.5 工作模態(tài)分析 173
8.5.1 工作模態(tài)參數(shù)識別方法 174
8.5.2 工作模態(tài)參數(shù)辨識案例 177
8.6 工作振型分析 179
8.6.1 基本原理 179
8.6.2 使用MEscope進行ODS FRF分析 179
8.7 實驗模態(tài)測試操作要點 180
8.7.1 力錘及錘頭配置的選擇 180
8.7.2 電磁激振器激勵信號及其窗函數(shù)的選擇 182
8.7.3 提取模態(tài)參數(shù)的驗證方法 183
8.7.4 激振器的設置與安裝 184
8.8 本章小結(jié) 187
參考文獻 187
第9章 振動測試應用案例 188
9.1 扶手梯驅(qū)動電機振動測試 188
9.1.1 問題描述與測試規(guī)劃 188
9.1.2 測試結(jié)果與分析 189
9.2 直升機尾傳動軸振動測試 193
9.2.1 問題描述與測試規(guī)劃 193
9.2.2 振動信號分析 194
9.3 錘激勵的實驗模態(tài)分析與工作模態(tài)分析 197
9.3.1 測試規(guī)劃 197
9.3.2 實驗模態(tài)分析與工作模態(tài)分析 198
9.4 激振器激勵的實驗模態(tài)分析 205
9.4.1 測試規(guī)劃 205
9.4.2 測試結(jié)果與分析 206
9.5 柔順納米定位平臺的頻率響應測量與系統(tǒng)辨識 208
9.5.1 測試規(guī)劃 208
9.5.2 測試結(jié)果與分析 210
9.6 本章小結(jié) 211
參考文獻 212
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