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第一章 振动测试概论 1

1-1 振动测试的一般意义 1

1-2 振动系统的力学模型和振动参数 2

一、单自由度系统 2

二、两自由度系统 5

1-3 简谐振动的表示方法 7

一、简谐振动的矢量表示法 7

二、简谐振动的复数表示法 8

三、简谐振动时间波形的参量 8

四、位移、速度和加速度之间的相位关系 9

1-4 周期振动的峰值，有效值和平均值 10

一、峰值 10

二、有效值 11

三、平均绝对值 12

四、峰值、有效值和平均值之间的关系 12

1-5 周期振动的频谱表示法 13

1-6 关于振动测量的若干术语 15

一、振动试验系统 15

二、拾振器 15

三、相对拾振和绝对拾振 15

四、拾振器的跟随条件 16

1-7 振动测量仪器的主要性能指标 17

一、灵敏度 17

二、分辨率 18

三、线性度和线性度范围 18

四、频率范围 19

五、工作范围 19

1-8 对数标尺与分贝(dB)表示法 20

一、对数标尺 20

二、分贝(dB) 22

第二章 振动信号传感器 26

2-1 惯性式传感器的力学原理 26

2-2 位移计型惯性式拾振器的构成特点 29

一、构成位移计的条件 29

二、相对阻尼系数？对拾振器性能的影响 30

2-3 动圈型磁电式速度拾振器 31

2-4 加速度计的构成特点 34

一、构成加速度计的条件 34

二、相对阻尼系数对加速度计性能的影响 35

2-5 压电式加速度计及其应用问题 37

一、结构与工作原理 37

二、灵敏度与频响特性 39

三、横向灵敏度与方向特性 41

四、压电式加速度计的质量影响与动态范围 42

五、瞬态响应问题 43

六、放大器的选择 44

七、压电式加速度计使用中的其它注意事项 47

2-6 伺服式加速度传感器 49

2-7 关于周期信号测量中波形畸变的讨论 54

一、产生畸变的原因 54

二、限制位移计式(包括加速度计)传感器测量信号畸变的条件 55

三、限制加速度计信号畸变的条件 56

2-8 振动传感器的标定 58

一、比较标定法 59

二、绝对标定法 61

2-9 电涡流传感器 65

一、基本原理 65

二、电涡流传感器的使用 69

三、电涡流传感器的标定 70

2-10 其它常用传感器和测量方法 71

一、振动幅尺 71

二、闪光测频法 72

三、力传感器 72

四、阻抗头 74

第三章 激振设备及激振方法 75

3-1 电动力式振动台 75

一、电动力式振动台的原理 75

二、电动力式振动台的监控系统 76

三、电动力式振动台的工作特性 78

3-2 液压振动台 82

3-3 机械式振动台 84

一、直接驱动式机械振动台 84

二、离心式机械振动台 85

三、冲击振动台 87

3-4 电动力式激振器及其应用 89

一、电动力式激振器的结构原理 89

二、电动力式激振器的安装方式 91

3-5 机械式激振器 93

3-6 其它激振方法 94

一、磁动式激振器 94

二、压电晶体片激振 95

三、声波激振 96

四、力锤及应用 96

3-7 振动控制系统 97

一、正弦扫描振动控制系统-反馈压缩技术 99

二、数字振动控制系统 101

三，HP5427A数字振动控制系统简介 111

第四章 常用的电子设备 114

4-1 交流电压表 114

4-2 数字式闪光测速仪 119

4-3 相位计 122

4-4 电荷放大器 124

一、电荷放大器的原理 124

二、电荷放大器的使用 126

4-5 频率分析仪 128

一、并联滤波器频率分析仪 129

二、外差式频率分析仪 130

4-6 光线示波器 133

一、光线示波器的结构原理 133

二、振动子 134

三、光线示波器的使用 138

4-7 磁带记录仪 139

一、磁带记录仪的结构 139

二、磁带记录仪的工作原理 141

三、磁带记录仪的记录方式 143

四、磁带记录仪的使用 145

第五章 机械振动的运动量和动特性参数的常用测量方法 147

5-1 概述 147

5-2 简谐振动频率的测量 149

一、里沙茹图形法 149

二、电子计数器测频法 151

5-3 两同频简谐振动相位差的测量 153

一、示波器测示法 153

二、相位计的应用 158

5-4 振动系统固有频率的测量 160

一、固有频率和共振频率的概念 160

二、速度共振的相位判别法 164

三、若干其它测频方法 166

5-5 衰减系数及相对阻尼系数的测量 171

一、自由振动衰减法 172

二、半功率点法 175

三、共振法 177

5-6 质量或刚度的测量 179

5-7 周期振动总振级的测量 181

5-8 周期振动的频谱分析 183

一、模拟滤波器原理 183

二、实时频率分析仪 186

三、跟踪滤波器和扫频频谱分析仪 187

第六章 随机振动的基本概念和测量分析 190

6-1 随机振动的统计特性 193

一、数字特征 193

二、概率分布函数和概率密度函数 195

三、高斯分布和瑞莱分布 196

6-2 相关分析 200

一、定义及其物理意义 200

二、自相关函数 201

三、互相关函数 204

6-3 傅氏变换(FT) 206

一、傅氏级数、傅氏积分和傅氏变换 206

二、若干典型函数的傅氏变换 212

6-4 功率谱密度分析 217

一、功率谱与功率谱密度 217

二、功率谱密度函数与自相关函数 220

三、互功率谱密度函数 223

6-5 离散傅氏变换、快速傅氏变换和功率谱估计 225

一、周期函数的离散傅氏分析 225

二、非周期函数的离散傅氏变换 230

三、离散傅氏变换的频混和泄漏问题 231

四、快速傅氏变换(FFT) 235

五、运用离散傅氏变换来进行功率谱密度估计 237

6-6 选带傅氏分析(ZOOM-FFT) 240

6-7 线性系统的输入与输出的关系 243

一、系统动特性的时域和频域描述 244

二、传递函数 245

三、响应的均方值与频响函数及输入功率谱密度的关系 246

第七章 机械阻抗法及模态分析 251

7-1 振动系统的机械阻抗和导纳的基本概念 253

一、定义 253

二、集中参数元件的阻抗 256

三、机械阻抗网络图 258

四、机械阻抗的并联和串联 259

7-2 单自由度系统的机械阻抗和导纳 261

一、无阻尼系统 261

二、有阻尼系统 264

三、具有结构阻尼的情况 268

四、机械阻抗的测量 270

7-3 单自由度约束系统导纳曲线及参数识别 272

一、幅频曲线和相频曲线 273

二、实频曲线和虚频曲线 274

三、单自由度有阻尼的约束系统的导纳的矢端轨迹图 277

7-4 有阻尼的单自由度约束系统的五种类型的导纳曲线的比较 282

7-5 多自由度系统模态分析的理论根据 286

7-6 频域传递函数(频响函数，FRF) 292

一、传递函数和传递函数矩阵的定义 292

二、传递函数的图像 293

三、高频段模态及低频段模态对测量频段传递函数的影响 297

四、传递函数的留数表示法 299

五、复模态问题 305

7-7 模态试验与传递函数的估计 306

一、关于试件的支承条件的考虑 307

二、测点与测量方向的安排 308

三、试验频段的选择 308

四、激励方法的选择 309

五、关于测试信号的记录和采样问题 312

六、传递函数的估计 313

7-8 模态参数识别 318

一、各模态分离识别法(实模态情况) 318

二、复模态传递函数的导纳圆拟合法 324

三、模态振型的标准化 326

四、多个模态同时识别法 328

7-9 应变模态分析及参数识别 332

一、基本公式的推导 332

二、应变传递函数矩阵及其测量方法 337

三、模态参数识别 338

第八章 振动和冲击控制的基本概念和方法 342

8-1 振源的隔离(主动隔振) 342

一、传递率T 342

二、隔振元件的参数选择 345

8-2 被动隔振(设备隔振) 347

8-3 振动隔离的设计步骤 349

8-4 动力消振器 349

一、动力消振器原理 350

二、无阻尼动力消振器 352

三、阻尼动力消振器 354

四、动力消振器的使用 354

8-5 阻尼处理 355

一、交界面阻尼法 356

二、喷涂阻尼层法 356

三、采用夹芯结构 357

8-6 冲击隔离 361

一、冲击振动的基本概念 361

二、冲击隔离 365

三、阻尼对冲击隔离的影响 368

第九章 机械故障信号的测量分析 370

9-1 故障信号测量中通常应考虑的问题 370

一、关于测点、测量信号类型以及传感器的选择 370

二、关于测量仪器的频率范围、动态范围以及测量参量的选取 372

三、信号数据的图形表示 373

9-2 信号调制现象及边频分析 375

一、调幅现象 375

二、调频现象 375

三、频率和差形成的边频 378

9-3 倒频谱分析 379

一、关于倒频谱的各种定义 379

二、倒谱变换的特点 380

9-4 旋转机械的故障信号分析 383

一、旋转机械的故障特征 383

二、故障信号的识别 386

9-5 齿轮箱故障信号分析 389

一、齿轮箱振动信号的分解 389

二、故障信号分析 389

主要参考文献 393