●目錄
前言
第一部分 基礎理論
第1章 線性離散繫統振動理論 3
1.1 單自由度振動繫統振動理論 3
1.1.1 線性離散繫統的力學模型 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 多自由度振動繫統振動理論 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 19
參考文獻 19
第2章 線性離散繫統的頻率響應 20
2.1 頻率響應及其變換方法 20
2.1.1 繫統傳遞函數 20
2.1.2 頻率響應函數 23
2.1.3 由狀態方程求傳遞函數矩陣 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 位移導納網絡互連定律 33
2.4.2 方法應用 34
2.5 本章小結 37
參考文獻 37
第3章 模態分析 38
3.1 繫統的模態表達 38
3.1.1 自由度與獨立坐標 38
3.1.2 動力學繫統參數表達 40
3.1.3 模態振動表達 42
3.2 模態特性 43
3.2.1 模態的正交性 43
3.2.2 靜模態與剛體模態 46
3.2.3 模態振動的求解方法 47
3.3 狀態空間模態分析 51
3.3.1 二階動力學繫統的狀態空間模型 51
3.3.2 狀態空間模態求解 52
3.4 本章小結 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 自相關與互相關 58
4.1.7 時域同步平均 62
4.2 頻域信號分析 63
4.2.1 傅裡葉積分變換 63
4.2.2 傅裡葉級數展開 64
4.2.3 離散傅裡葉變換 65
4.2.4 三種傅裡葉變換的關繫 65
4.3 隨機信號分析 66
4.3.1 信號洩漏與窗函數 66
4.3.2 相干與譜密度 67
4.3.3 倒譜 69
4.3.4 包絡解調法 72
4.4 本章小結 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 104
參考文獻 105
第6章 優選振動測量技術 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 數字散斑相關全場振動測量 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 基於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 基於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 129
參考文獻 129
第7章 振動測試儀器繫統 131
7.1 繫統互聯 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 調幅與解調 142
7.4.1 調幅 142
7.4.2 解調 144
7.5 數模轉換與模數轉換 144
7.5.1 數模轉換（DAC） 144
7.5.2 模數轉換（ADC） 147
7.5.3 ADC/DAC主要性能參數 149
7.6 壓電加速度測量繫統 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 模態激振器與力錘 155
7.8 本章小結 158
參考文獻 158
第8章 實驗模態分析與工作模態分析 159
8.1 實驗模態分析的理論基礎 159
8.1.1 模態空間表達的傳遞函數 159
8.1.2 互易性定理 161
8.1.3 用於模型辨識的其他傳遞函數與頻率響應函數表達 161
8.2 實驗模態分析原則 163
8.2.1 有效頻率響應數據集的規劃與準備 163
8.2.2 提取繫統物理參數方法 164
8.3 傳遞函數的曲線擬合 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 170
8.3.5 留數提取 170
8.4 模態識別技術 170
8.4.1 集總函數 170
8.4.2 多變量模態指示函數 171
8.4.3 復模態指示函數 172
8.4.4 穩態圖 173
8.5 工作模態分析 173
8.5.1 工作模態參數識別方法 174
8.5.2 工作模態參數辨識案例 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的選擇 182
8.7.3 提取模態參數的驗證方法 183
8.7.4 激振器的設置與安裝 184
8.8 本章小結 187
參考文獻 187
第9章 振動測試應用案例 188
9.1 扶手梯驅動電機振動測試 188
9.1.1 問題描述與測試規劃 188
9.1.2 測試結果與分析 189
9.2 直升機尾傳動軸振動測試 193
9.2.1 問題描述與測試規劃 193
9.2.2 振動信號分析 194
9.3 錘激勵的實驗模態分析與工作模態分析 197
9.3.1 測試規劃 197
9.3.2 實驗模態分析與工作模態分析 198
9.4 激振器激勵的實驗模態分析 205
9.4.1 測試規劃 205
9.4.2 測試結果與分析 206
9.5 柔順納米定位平臺的頻率響應測量與繫統辨識 208
9.5.1 測試規劃 208
9.5.2 測試結果與分析 210
9.6 本章小結 211
參考文獻 212
彩圖
