模态试验技术与实践电子书

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作者序

前言

第1章 振动力学基础

1.1 引言

1.2 振动的基本概念

1.2.1 简谐振动

1.2.2 输入与输出

1.2.3 广义坐标

1.2.4 自由度

1.2.5 分析方法

1.3 基本理论假设

1.3.1 线性系统

1.3.2 定常系统

1.3.3 确定系统

1.4 振动系统的组成

1.4.1 质量单元

1.4.2 弹性单元

1.4.3 黏性阻尼

1.4.4 结构阻尼

1.5 常用数学公式

1.5.1 欧拉公式

1.5.2 拉普拉斯变换

1.5.3 狄利克雷条件

1.5.4 傅里叶变换

1.5.5 傅里叶级数

1.5.6 dB计算方法

1.5.7 函数的卷积

1.5.8 零点和极点

1.5.9 帕塞瓦尔定理

1.6 本章小结

第2章 单自由度动力学系统

2.1 引言

2.2 单自由度系统的自由振动

2.2.1 系统动力学模型

2.2.2 无阻尼自由振动

2.2.3 有阻尼自由振动

2.3 系统受简谐激励的强迫振动

2.3.1 系统受简谐激励的过渡阶段

2.3.2 系统受简谐激励的稳态响应

2.3.3 传递函数和频响函数的关系

2.4 系统受其他激励的强迫振动

2.4.1 系统受周期激励的响应

2.4.2 系统受脉冲激励的响应

2.4.3 系统受任意激励的响应

2.5 有阻尼系统的隔振

2.5.1 黏性阻尼系统隔振

2.5.2 结构阻尼系统隔振

2.6 本章小结

第3章 两自由度动力学系统

3.1 引言

3.2 系统模型

3.2.1 运动微分方程

3.2.2 物理坐标耦合

3.2.3 模态坐标变换

3.3 固有频率特征

3.3.1 固有频率为零

3.3.2 固有频率相等

3.4 减振与隔振

3.4.1 动力吸振器减振

3.4.2 隔振系统传递率

3.4.3 模态损耗因子

3.5 本章小结

第4章 多自由度动力学系统

4.1 引言

4.2 无阻尼系统的实模态分析

4.2.1 特征值及特征向量

4.2.2 特征向量的正交性

4.2.3 频响函数模态展式

4.3 黏性阻尼系统的复模态分析

4.3.1 特征值及特征向量

4.3.2 特征向量的正交性

4.3.3 频响函数模态展式

4.4 结构阻尼系统的复模态分析

4.4.1 特征值及特征向量

4.4.2 特征向量的正交性

4.4.3 频响函数模态展式

4.5 反共振现象

4.5.1 反共振现象的原理

4.5.2 原点反共振的意义

4.5.3 传递反共振的意义

4.6 阻尼饱和现象

4.6.1 系统特征值对物理参数的灵敏度

4.6.2 阻尼储能刚度的作用

4.6.3 材料损耗因子的作用

4.7 本章小结

第5章 信号处理

5.1 引言

5.2 信号分类及预处理

5.2.1 模拟信号

5.2.2 数字信号

5.3 滤波器的基本概念

5.3.1 滤波器的意义

5.3.2 模拟滤波器

5.3.3 数字滤波器

5.3.4 滤波器参数

5.4 滤波器的基本性能

5.4.1 巴特沃斯滤波器的性能

5.4.2 切比雪夫滤波器的性能

5.4.3 贝塞尔滤波器的性能

5.4.4 滤波器对试验的影响

5.5 原始时域信号采集

5.5.1 信号采样

5.5.2 模数转换

5.5.3 信号序列

5.6 数字信号时频变换原理

5.6.1 基本假设

5.6.2 z变换

5.6.3 离散傅里叶变换的定义

5.6.4 离散傅里叶变换的性质

5.7 快速傅里叶变换

5.7.1 时域抽取法

5.7.2 频域抽取法

5.7.3 泄露与加窗

5.8 本章小结

第6章 模态试验基础

6.1 引言

6.2 模态试验的基本概念

6.2.1 模态试验的目的

6.2.2 试验的边界条件

6.2.3 模态试验的分类

6.3 理论频响函数的特性

6.3.1 共振频率

6.3.2 幅频特性

6.3.3 相频特性

6.3.4 表示方法

6.4 频响函数的作用

6.4.1 识别频率

6.4.2 计算阻尼

6.4.3 获取振型

6.5 模态试验基础数据

6.5.1 方均根值

6.5.2 相关函数

6.5.3 线性谱

6.5.4 功率谱

6.5.5 功率谱密度

6.6 试验频响函数的特性

6.6.1 计算方法

6.6.2 估计方式

6.6.3 相干函数

6.6.4 数据平均

6.7 本章小结

第7章 模态试验设备

7.1 引言

7.2 激励装置

7.2.1 力锤

7.2.2 激振器

7.2.3 功率放大器

7.3 传感器

7.3.1 传感器的原理

7.3.2 传感器的选择

7.3.3 传感器的参数

7.3.4 传感器的标定

7.3.5 安装与拆卸

7.4 传感器线缆

7.4.1 噪声的来源

7.4.2 抗干扰措施

7.4.3 线缆的布置

7.5 数据采集仪

7.5.1 信号调理

7.5.2 A/D位数

7.5.3 采样频率

7.5.4 采集量程

7.5.5 精度参数

7.6 本章小结

第8章 锤击法模态试验

8.1 引言

8.2 测试方法基础

8.2.1 测试的原理

8.2.2 互易性原理

8.2.3 激励的方法

8.3 试验准备工作

8.3.1 确定响应点

8.3.2 确定激励点

8.3.3 结构的安装

8.3.4 力锤的选择

8.3.5 安装传感器

8.3.6 传感器的线缆

8.4 测试参数设置

8.4.1 几何建模

8.4.2 采集通道

8.4.3 触发设置

8.4.4 采集参数

8.4.5 信号加窗

8.4.6 敲击测试

8.5 本章小结

第9章 多入多出模态试验

9.1 引言

9.2 试验准备工作

9.2.1 模态试验的安全

9.2.2 连接试验设备

9.2.3 模态试验的流程

9.3 安装试验装置

9.3.1 确定响应点

9.3.2 确定激励点

9.3.3 安装被测结构

9.3.4 传感器的安装

9.3.5 激振器的安装

9.3.6 安装连接线缆

9.4 随机信号激励

9.4.1 纯随机信号

9.4.2 伪随机信号

9.4.3 猝发随机信号

9.4.4 试验参数设置

9.5 正弦信号激励

9.5.1 扫频正弦信号

9.5.2 步进正弦信号

9.5.3 信号时频变换

9.5.4 试验参数设置

9.6 纯模态试验法

9.6.1 试验基本原理

9.6.2 激励参数设置

9.6.3 频率调谐设置

9.6.4 影响调谐的因素

9.6.5 阻尼测试方法

9.7 本章小结

第10章 模态参数辨识

10.1 引言

10.2 模态参数辨识算法

10.2.1 有理多项式辨识法

10.2.2 构造频响误差函数

10.2.3 模态数据结果验证

10.3 本章小结

参考文献