??內容簡介

模態試驗是解決結構共振問題的重要方法，是結構動力學設計過程中不可或缺的重要環節。

本書分10章分別介紹了模態理論基礎和模態試驗技術。*1章～第5章為理論基礎部分，詳述了振動繫統的概念、組成和繫統特性，包括單自由度繫統、兩自由度繫統和多自由度繫統的動力學特性及計算模態分析方法，以及振動工程中常見的**振現像和阻尼飽和現像的原理，並介紹了信號處理的相關內容。第6章～*10章為模態試驗技術部分，介紹了模態試驗涉及的數據類型、模態試驗中需要使用的儀器和設備，並重點闡述了模態試驗的具體流程、試驗中容易出現的錯誤以及正確的模態試驗操作方法，講解了模態試驗的分析方法等內容。

本書可供航空、航天、船舶、汽車、機械及家電等領域的工程技術人員使用，也可作為高等院校相關專業的教材。

??目錄

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陳陽序

作者序

前言

*1章振動力學基礎1

1*1引言1

1*2振動的基本概念1

1*2*1簡諧振動1

1*2*2輸入與輸出2

1*2*3廣義坐標2

1*2*4自由度3

1*2*5分析方法3

1*3基本理論假設5

1*3*1線性繫統5

1*3*2定常繫統5

1*3*3確定繫統6

1*4振動繫統的組成6

1*4*16

1*4*27

1*4*3黏性阻尼8

1*4*4結構阻尼9

1*5常用數學公式12

1*5*1歐拉公式12

1*5*2拉普拉斯變換12

1*5*3狄利克雷條件13

1*5*4傅裡葉變換13

1*5*5傅裡葉級數13

1*5*6dB計算方法14

1*5*7函數的卷積14

1*5*8零點和極點14

1*5*9帕塞瓦爾定理15

1*6本章小結15

*2章單自由度動力學繫統17

2*1引言17

2*2單自由度繫統的自由振動17

2*2*1繫統動力學模型17

2*2*2無阻尼自由振動18

2*2*3有阻尼自由振動21

2*3繫統受簡諧激勵的強迫振動24

2*3*1繫統受簡諧激勵的過渡階段24

2*3*2繫統受簡諧激勵的穩態響應26

2*3*3傳遞函數和頻響函數的關繫28

2*4繫統受其他激勵的強迫振動29

2*4*1繫統受周期激勵的響應29

2*4*2繫統受脈衝激勵的響應32

2*4*3繫統受任意激勵的響應35

2*5有阻尼繫統的隔振36

2*5*1黏性阻尼繫統隔振36

2*5*2結構阻尼繫統隔振37

2*6本章小結39

第3章兩自由度動力學繫統41

3*1引言41

3*2繫統模型41

3*2*1運動微分方程41

3*2*2物理坐標耦合42

3*2*3模態坐標變換43

3*3固有頻率特征46

3*3*1固有頻率為零46

3*3*2固有頻率相等47

3*4減振與隔振48

3*4*1動力吸振器減振48

3*4*2隔振繫統傳遞率50

3*4*3模態損耗因子52

3*5本章小結53

第4章多自由度動力學繫統55

4*1引言55

4*2無阻尼繫統的實模態分析55

4*2*1特征值及特征向量55

4*2*2特征向量的正交性57

4*2*3頻響函數模態展式58

4*3黏性阻尼繫統的復模態分析59

4*3*1特征值及特征向量59

4*3*2特征向量的正交性61

4*3*3頻響函數模態展式63

4*4結構阻尼繫統的復模態分析64

4*4*1特征值及特征向量64

4*4*2特征向量的正交性65

4*4*3頻響函數模態展式65

4*5**振現像66

4*5*1**振現像的原理66

4*5*2原點**振的意義68

4*5*3傳遞**振的意義69

4*6阻尼飽和現像70

4*6*1繫統特征值對物理參數的

靈敏度71

4*6*2阻尼儲能剛度的作用74

4*6*3材料損耗因子的作用80

4*7本章小結82

第5章信號處理83

5*1引言83

5*2信號分類及預處理84

5*2*1模擬信號84

5*2*2數字信號84

5*3濾波器的基本概念86

5*3*1濾波器的意義86

5*3*2模擬濾波器87

5*3*3數字濾波器88

5*3*4濾波器參數89

5*4濾波器的基本性能91

5*4*1巴特沃斯濾波器的性能91

5*4*2切比雪夫濾波器的性能93

5*4*3貝塞爾濾波器的性能95

5*4*4濾波器對試驗的影響97

5*5原始時域信號采集98

5*5*1信號采樣98

5*5*2模數轉換100

5*5*3信號序列101

5*6數字信號時頻變換原理104

5*6*1基本假設104

5*6*2z變換106

5*6*3離散傅裡葉變換的定義108

5*6*4離散傅裡葉變換的性質110

5*7快速傅裡葉變換111

5*7*1時域抽取法111

5*7*2頻域抽取法114

5*7*3洩露與加窗115

5*8本章小結117

第6章模態試驗基礎118

6*1引言118

6*2模態試驗的基本概念119

6*2*1模態試驗的目的119

6*2*2試驗的邊界條件119

6*2*3模態試驗的分類120

6*3理論頻響函數的特性120

6*3*1共振頻率120

6*3*2幅頻特性123

6*3*3相頻特性125

6*3*4表示方法126

6*4頻響函數的作用127

6*4*1識別頻率127

6*4*2計算阻尼129

6*4*3獲取振型133

6*5模態試驗基礎數據133

6*5*1方均根值133

6*5*2相關函數134

6*5*3線性譜134

6*5*4功率譜135

6*5*5功率譜密度136

6*6試驗頻響函數的特性138

6*6*1計算方法138

6*6*2估計方式138

6*6*3相干函數140

6*6*4數據平均141

6*7本章小結142

第7章模態試驗設備144

7*1引言144

7*2激勵裝置144

7*2*1力錘144

7*2*2激振器146

7*2*3功率放大器149

7*3傳感器150

7*3*1傳感器的原理150

7*3*2傳感器的選擇153

7*3*3傳感器的參數157

7*3*4傳感器的標定158

7*3*5安裝與拆卸159

7*4傳感器線纜161

7*4*1噪聲的來源161

7*4*2抗干擾措施163

7*4*3線纜的布置164

7*5數據采集儀165

7*5*1信號調理165

7*5*2A/D位數166

7*5*3采樣頻率166

7*5*4采集量程167

7*5*5精度參數167

7*6本章小結169

第8章錘擊法模態試驗170

8*1引言170

8*2測試方法基礎171

8*2*1測試的原理171

8*2*2互易性原理171

8*2*3激勵的方法172

8*3試驗準備工作174

8*3*1確定響應點174

8*3*2確定激勵點175

8*3*3結構的安裝175

8*3*4力錘的選擇178

8*3*5安裝傳感器180

8*3*6傳感器的線纜181

8*4測試參數設置182

8*4*1幾何建模182

8*4*2采集通道183

8*4*3觸發設置183

8*4*4采集參數184

8*4*5信號加窗184

8*4*6敲擊測試185

8*5本章小結186

第9章多入多出模態試驗188

9*1引言188

9*2試驗準備工作189

9*2*1模態試驗的安全189

9*2*2連接試驗設備191

9*2*3模態試驗的流程192

9*3安裝試驗裝置192

9*3*1確定響應點192

9*3*2確定激勵點194

9*3*3安裝被測結構195

9*3*4傳感器的安裝196

9*3*5激振器的安裝198

9*3*6安裝連接線纜200

9*4隨機信號激勵201

9*4*1純隨機信號201

9*4*2偽隨機信號202

9*4*3猝發隨機信號203

9*4*4試驗參數設置204

9*5正弦信號激勵206

9*5*1掃頻正弦信號206

9*5*2步進正弦信號207

9*5*3信號時頻變換207

9*5*4試驗參數設置208

9*6純模態試驗法209

9*6*1試驗基本原理209

9*6*2激勵參數設置210

9*6*3頻率調諧設置211

9*6*4影響調諧的因素212

9*6*5阻尼測試方法213

9*7本章小結214

*10章模態參數辨識216

10*1引言216

10*2模態參數辨識算法216

10*2*1有理多項式辨識法216

10*2*2構造頻響誤差函數218

10*2*3模態數據結果驗證220

10*3本章小結222

參考文獻224