模态试验技术与实践

图书标准信息

• 作者 陈阳
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2021-01
• 版次 1
• ISBN 9787111668848
• 定价 69.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 236页
• 字数 360千字

【内容简介】

模态试验是解决结构共振问题的重要方法，是结构动力学设计过程中不可或缺的重要环节。
  本书分10章分别介绍了模态理论基础和模态试验技术。第1章～第5章为理论基础部分，详述了振动系统的概念、组成和系统特性，包括单自由度系统、两自由度系统和多自由度系统的动力学特性及计算模态分析方法，以及振动工程中常见的反共振现象和阻尼饱和现象的原理，并介绍了信号处理的相关内容。第6章～第10章为模态试验技术部分，介绍了模态试验涉及的数据类型、模态试验中需要使用的仪器和设备，并重点阐述了模态试验的具体流程、试验中容易出现的错误以及正确的模态试验操作方法，讲解了模态试验的分析方法等内容。
  本书可供航空、航天、船舶、汽车、机械及家电等领域的工程技术人员使用，也可作为高等院校相关专业的教材。

【作者简介】

2010年毕业于哈尔滨工业大学一般力学与力学基础专业，博士研究方向为整星隔振技术，目前专业从事航空航天业模态试验的技术支持工作，支持过全国所有航空航天主机所和60%的配套所。国庆70周年阅兵中，参与或支持过近70%兵器装备的试验或试制工作。

【目录】

陈阳序

作者序

前言

第1章振动力学基础1

11引言1

12振动的基本概念1

121简谐振动1

122输入与输出2

123广义坐标2

124自由度3

125分析方法3

13基本理论假设5

131线性系统5

132定常系统5

133确定系统6

14振动系统的组成6

141质量单元6

142弹性单元7

143黏性阻尼8

144结构阻尼9

15常用数学公式12

151欧拉公式12

152拉普拉斯变换12

153狄利克雷条件13

154傅里叶变换13

155傅里叶级数13

156dB计算方法14

157函数的卷积14

158零点和极点14

159帕塞瓦尔定理15

16本章小结15

第2章单自由度动力学系统17

21引言17

22单自由度系统的自由振动17

221系统动力学模型17

222无阻尼自由振动18

223有阻尼自由振动21

23系统受简谐激励的强迫振动24

231系统受简谐激励的过渡阶段24

232系统受简谐激励的稳态响应26

233传递函数和频响函数的关系28

24系统受其他激励的强迫振动29

241系统受周期激励的响应29

242系统受脉冲激励的响应32

243系统受任意激励的响应35

25有阻尼系统的隔振36

251黏性阻尼系统隔振36

252结构阻尼系统隔振37

26本章小结39

第3章两自由度动力学系统41

31引言41

32系统模型41

321运动微分方程41

322物理坐标耦合42

323模态坐标变换43

33固有频率特征46

331固有频率为零46

332固有频率相等47

34减振与隔振48

341动力吸振器减振48

342隔振系统传递率50

343模态损耗因子52

35本章小结53

第4章多自由度动力学系统55

41引言55

42无阻尼系统的实模态分析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频响函数模态展式58

43黏性阻尼系统的复模态分析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频响函数模态展式63

44结构阻尼系统的复模态分析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频响函数模态展式65

45反共振现象66

451反共振现象的原理66

452原点反共振的意义68

453传递反共振的意义69

46阻尼饱和现象70

461系统特征值对物理参数的

灵敏度71

462阻尼储能刚度的作用74

463材料损耗因子的作用80

47本章小结82

第5章信号处理83

51引言83

52信号分类及预处理84

521模拟信号84

522数字信号84

53滤波器的基本概念86

531滤波器的意义86

532模拟滤波器87

533数字滤波器88

534滤波器参数89

54滤波器的基本性能91

541巴特沃斯滤波器的性能91

542切比雪夫滤波器的性能93

543贝塞尔滤波器的性能95

544滤波器对试验的影响97

55原始时域信号采集98

551信号采样98

552模数转换100

553信号序列101

56数字信号时频变换原理104

561基本假设104

562z变换106

563离散傅里叶变换的定义108

564离散傅里叶变换的性质110

57快速傅里叶变换111

571时域抽取法111

572频域抽取法114

573泄露与加窗115

58本章小结117

第6章模态试验基础118

61引言118

62模态试验的基本概念119

621模态试验的目的119

622试验的边界条件119

623模态试验的分类120

63理论频响函数的特性120

631共振频率120

632幅频特性123

633相频特性125

634表示方法126

64频响函数的作用127

641识别频率127

642计算阻尼129

643获取振型133

65模态试验基础数据133

651方均根值133

652相关函数134

653线性谱134

654功率谱135

655功率谱密度136

66试验频响函数的特性138

661计算方法138

662估计方式138

663相干函数140

664数据平均141

67本章小结142

第7章模态试验设备144

71引言144

72激励装置144

721力锤144

722激振器146

723功率放大器149

73传感器150

731传感器的原理150

732传感器的选择153

733传感器的参数157

734传感器的标定158

735安装与拆卸159

74传感器线缆161

741噪声的来源161

742抗干扰措施163

743线缆的布置164

75数据采集仪165

751信号调理165

752A/D位数166

753采样频率166

754采集量程167

755精度参数167

76本章小结169

第8章锤击法模态试验170

81引言170

82测试方法基础171

821测试的原理171

822互易性原理171

823激励的方法172

83试验准备工作174

831确定响应点174

832确定激励点175

833结构的安装175

834力锤的选择178

835安装传感器180

836传感器的线缆181

84测试参数设置182

841几何建模182

842采集通道183

843触发设置183

844采集参数184

845信号加窗184

846敲击测试185

85本章小结186

第9章多入多出模态试验188

91引言188

92试验准备工作189

921模态试验的安全189

922连接试验设备191

923模态试验的流程192

93安装试验装置192

931确定响应点192

932确定激励点194

933安装被测结构195

934传感器的安装196

935激振器的安装198

936安装连接线缆200

94随机信号激励201

941纯随机信号201

942伪随机信号202

943猝发随机信号203

944试验参数设置204

95正弦信号激励206

951扫频正弦信号206

952步进正弦信号207

953信号时频变换207

954试验参数设置208

96纯模态试验法209

961试验基本原理209

962激励参数设置210

963频率调谐设置211

964影响调谐的因素212

965阻尼测试方法213

97本章小结214

第10章模态参数辨识216

101引言216

102模态参数辨识算法216

1021有理多项式辨识法216

1022构造频响误差函数218

1023模态数据结果验证220

103本章小结222

参考文献224