模態(tài)試驗是解決結(jié)構(gòu)共振問題的重要方法，是結(jié)構(gòu)動力學(xué)設(shè)計過程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。
本書分10章分別介紹了模態(tài)理論基礎(chǔ)和模態(tài)試驗技術(shù)。第1章～第5章為理論基礎(chǔ)部分，詳述了振動系統(tǒng)的概念、組成和系統(tǒng)特性，包括單自由度系統(tǒng)、兩自由度系統(tǒng)和多自由度系統(tǒng)的動力學(xué)特性及計算模態(tài)分析方法，以及振動工程中常見的反共振現(xiàn)象和阻尼飽和現(xiàn)象的原理，并介紹了信號處理的相關(guān)內(nèi)容。第6章～第10章為模態(tài)試驗技術(shù)部分，介紹了模態(tài)試驗涉及的數(shù)據(jù)類型、模態(tài)試驗中需要使用的儀器和設(shè)備，并重點闡述了模態(tài)試驗的具體流程、試驗中容易出現(xiàn)的錯誤以及正確的模態(tài)試驗操作方法，講解了模態(tài)試驗的分析方法等內(nèi)容。
本書可供航空、航天、船舶、汽車、機械及家電等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員使用，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)的教材。
陳陽序
作者序
前言
第1章振動力學(xué)基礎(chǔ)1
11引言1
12振動的基本概念1
121簡諧振動1
122輸入與輸出2
123廣義坐標2
124自由度3
125分析方法3
13基本理論假設(shè)5
131線性系統(tǒng)5
132定常系統(tǒng)5
133確定系統(tǒng)6
14振動系統(tǒng)的組成6
141質(zhì)量單元6
142彈性單元7
143黏性阻尼8
144結(jié)構(gòu)阻尼9
15常用數(shù)學(xué)公式12
151歐拉公式12
152拉普拉斯變換12
153狄利克雷條件13
154傅里葉變換13
155傅里葉級數(shù)13
156dB計算方法14
157函數(shù)的卷積14
158零點和極點14
159帕塞瓦爾定理15
16本章小結(jié)15
第2章單自由度動力學(xué)系統(tǒng)17
21引言17
22單自由度系統(tǒng)的自由振動17
221系統(tǒng)動力學(xué)模型17
222無阻尼自由振動18
223有阻尼自由振動21
23系統(tǒng)受簡諧激勵的強迫振動24
231系統(tǒng)受簡諧激勵的過渡階段24
232系統(tǒng)受簡諧激勵的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)26
233傳遞函數(shù)和頻響函數(shù)的關(guān)系28
24系統(tǒng)受其他激勵的強迫振動29
241系統(tǒng)受周期激勵的響應(yīng)29
242系統(tǒng)受脈沖激勵的響應(yīng)32
243系統(tǒng)受任意激勵的響應(yīng)35
25有阻尼系統(tǒng)的隔振36
251黏性阻尼系統(tǒng)隔振36
252結(jié)構(gòu)阻尼系統(tǒng)隔振37
26本章小結(jié)39
第3章兩自由度動力學(xué)系統(tǒng)41
31引言41
32系統(tǒng)模型41
321運動微分方程41
322物理坐標耦合42
323模態(tài)坐標變換43
33固有頻率特征46
331固有頻率為零46
332固有頻率相等47
34減振與隔振48
341動力吸振器減振48
342隔振系統(tǒng)傳遞率50
343模態(tài)損耗因子52
35本章小結(jié)53
第4章多自由度動力學(xué)系統(tǒng)55
41引言55
42無阻尼系統(tǒng)的實模態(tài)分析55
421特征值及特征向量55
422特征向量的正交性57
423頻響函數(shù)模態(tài)展式58
43黏性阻尼系統(tǒng)的復(fù)模態(tài)分析59
431特征值及特征向量59
432特征向量的正交性61
433頻響函數(shù)模態(tài)展式63
44結(jié)構(gòu)阻尼系統(tǒng)的復(fù)模態(tài)分析64
441特征值及特征向量64
442特征向量的正交性65
443頻響函數(shù)模態(tài)展式65
45反共振現(xiàn)象66
451反共振現(xiàn)象的原理66
452原點反共振的意義68
453傳遞反共振的意義69
46阻尼飽和現(xiàn)象70
461系統(tǒng)特征值對物理參數(shù)的
靈敏度71
462阻尼儲能剛度的作用74
463材料損耗因子的作用80
47本章小結(jié)82
第5章信號處理83
51引言83
52信號分類及預(yù)處理84
521模擬信號84
522數(shù)字信號84
53濾波器的基本概念86
531濾波器的意義86
532模擬濾波器87
533數(shù)字濾波器88
534濾波器參數(shù)89
54濾波器的基本性能91
541巴特沃斯濾波器的性能91
542切比雪夫濾波器的性能93
543貝塞爾濾波器的性能95
544濾波器對試驗的影響97
55原始時域信號采集98
551信號采樣98
552模數(shù)轉(zhuǎn)換100
553信號序列101
56數(shù)字信號時頻變換原理104
561基本假設(shè)104
562z變換106
563離散傅里葉變換的定義108
564離散傅里葉變換的性質(zhì)110
57快速傅里葉變換111
571時域抽取法111
572頻域抽取法114
573泄露與加窗115
58本章小結(jié)117
第6章模態(tài)試驗基礎(chǔ)118
61引言118
62模態(tài)試驗的基本概念119
621模態(tài)試驗的目的119
622試驗的邊界條件119
623模態(tài)試驗的分類120
63理論頻響函數(shù)的特性120
631共振頻率120
632幅頻特性123
633相頻特性125
634表示方法126
64頻響函數(shù)的作用127
641識別頻率127
642計算阻尼129
643獲取振型133
65模態(tài)試驗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)133
651方均根值133
652相關(guān)函數(shù)134
653線性譜134
654功率譜135
655功率譜密度136
66試驗頻響函數(shù)的特性138
661計算方法138
662估計方式138
663相干函數(shù)140
664數(shù)據(jù)平均141
67本章小結(jié)142
第7章模態(tài)試驗設(shè)備144
71引言144
72激勵裝置144
721力錘144
722激振器146
723功率放大器149
73傳感器150
731傳感器的原理150
732傳感器的選擇153
733傳感器的參數(shù)157
734傳感器的標定158
735安裝與拆卸159
74傳感器線纜161
741噪聲的來源161
742抗干擾措施163
743線纜的布置164
75數(shù)據(jù)采集儀165
751信號調(diào)理165
752A/D位數(shù)166
753采樣頻率166
754采集量程167
755精度參數(shù)167
76本章小結(jié)169
第8章錘擊法模態(tài)試驗170
81引言170
82測試方法基礎(chǔ)171
821測試的原理171
822互易性原理171
823激勵的方法172
83試驗準備工作174
831確定響應(yīng)點174
832確定激勵點175
833結(jié)構(gòu)的安裝175
834力錘的選擇178
835安裝傳感器180
836傳感器的線纜181
84測試參數(shù)設(shè)置182
841幾何建模182
842采集通道183
843觸發(fā)設(shè)置183
844采集參數(shù)184
845信號加窗184
846敲擊測試185
85本章小結(jié)186
第9章多入多出模態(tài)試驗188
91引言188
92試驗準備工作189
921模態(tài)試驗的安全189
922連接試驗設(shè)備191
923模態(tài)試驗的流程192
93安裝試驗裝置192
931確定響應(yīng)點192
932確定激勵點194
933安裝被測結(jié)構(gòu)195
934傳感器的安裝196
935激振器的安裝198
936安裝連接線纜200
94隨機信號激勵201
941純隨機信號201
942偽隨機信號202
943猝發(fā)隨機信號203
944試驗參數(shù)設(shè)置204
95正弦信號激勵206
951掃頻正弦信號206
952步進正弦信號207
953信號時頻變換207
954試驗參數(shù)設(shè)置208
96純模態(tài)試驗法209
961試驗基本原理209
962激勵參數(shù)設(shè)置210
963頻率調(diào)諧設(shè)置211
964影響調(diào)諧的因素212
965阻尼測試方法213
97本章小結(jié)214
第10章模態(tài)參數(shù)辨識216
101引言216
102模態(tài)參數(shù)辨識算法216
1021有理多項式辨識法216
1022構(gòu)造頻響誤差函數(shù)218
1023模態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)果驗證220
103本章小結(jié)222
參考文獻224
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