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第一章　基本概念1

1—1　工程中的机械振动问题1

1—2　关于振动系统的建模问题3

1—3　系统分类及其运动方程（参数模型）5

一、线性时不变系统5

二、分布参数系统6

三、集中参数系统7

1—4　系统函数（非参数模型）及其特性9

一、传递函数9

二、频响函数16

三、权函数（单位脉冲响应）17

四、三种函数之间的关系22

1—5　系统稳定性问题23

第二章　不同激振情况下频响函数的数学描述28

2—1　简谐激振下的频响函数表达式29

一、稳态响应及其与频响函数之间的关系29

二、简谐激励下的频响函数30

2—2　周期激振下的频响函数表达式31

2—3　瞬态激励下的频响函数表达式34

2—4　随机激励下的频响函数表达式36

一、平稳过程和各态历经过程38

二、相关函数38

三、功率谱密度函数40

四、随机激励下的频响函数表达式41

2—5　三种机械元件的频响特性44

一、三种元件的导纳函数（频响函数）44

二、三种元件导纳函数伯德图46

三、结构阻尼元件的特性50

第三章　单自由度系统的频响特性53

3—1　位移导纳及其特性曲线54

一、位移导纳的基本公式54

二、低频特性与高频特性55

三、位移导纳因子及振幅放大系数56

四、共振特性57

五、伯德图及其特性58

六、实频图与虚频图及其特性62

七、矢端图及其特性65

3—2　速度导纳及其特性曲线69

一、速度导纳函数及其基本特性69

二、速度导纳伯德图及其特性71

三、实频及虚频特性72

四、速度导纳圆及其特性73

3—3　加速度导纳及其特性曲线76

一、加速度导纳函数及其基本特性76

二、伯德图及其特性77

三、加速度导纳的实频与虚频特性79

四、加速度导纳的奈氏图及其特性79

一、导纳函数80

3—4　结构阻尼系统的频响特性80

二、幅频及相频特性82

三、实频及虚频特性83

四、矢端图及其特性84

第四章　多自由度系统的频响特性86

4—1　导纳矩阵与阻抗矩阵87

一、系数矩阵法88

二、结点阻抗法91

三、实测法93

4—2　无阻尼系统的频响函数及其特性96

一、位移导纳函数普遍表达式96

二、特例——2DOF系统的频响特性99

三、原点导纳和跨点导纳的异同点109

4—3　阻尼系统的频响特性115

一、粘性阻尼系统115

二、结构阻尼系统116

三、原点导纳函数伯德图的特性117

4—4　轴承参数识别实例120

第五章　振动模态分析的基本理论124

5—1　概论124

5—2　无阻尼系统实模态分析法125

一、固有频率及固有模态125

三、模态坐标与物理坐标127

二、模态正交性、模态质量与模态刚度127

四、坐标变换、模态方程128

五、模态参数与频响函数之间的关系133

5—3比例阻尼系统、实模态分析法135

一、比例阻尼135

二、模态方程及模态导纳函数136

三、频响函数模态参数表达式137

5—4　结构阻尼系统模态分析法138

一、比例阻尼实模态分析法139

二、一般结构阻尼复模态分析法140

一、复特征值——状态方程及模态方程144

5—5　一般粘性阻尼系统——复模态分析法144

二、复模态频响函数表达式146

5—6　以模态参数描述的传递函数148

一、传递函数复模态表达式149

二、极点及其留数与复频率及复模态之间的关系150

三、极点及其留数与复模态自由衰减振动之间的关系151

5—7　以各种模态参数描述的频响函数152

一、一般粘性阻尼153

二、比例阻尼154

三、结构阻尼155

5—8　频响函数实测数据及其图形的分析与预估156

一、MDOF系统频响函数的几个重要特性156

二、伯德图的主要特征159

三、实频与虚频图的主要特征162

四、奈氏图的主要特征163

第六章　模态参数频域识别法168

6—1　概论168

6—2　单模态识别法的理论根据169

一、基本公式169

二、按激振点归一化的模态向量171

6—3　幅值及相位共振法173

6—4　正交分量法176

6—5　模态圆拟合法178

6—6　多模态识别法的理论根据181

二、实模态导纳函数修正项182

一、基本公式182

三、复模态导纳函数修正项183

6—7　加权最小二乘识别法185

一、理论模型185

二、测量方程185

三、加权最小二乘法求解186

四、识别程序框图187

五、复模态参数识别188

6—8　正交有理多项式识别法189

一、基本原理189

二、正交多项式190

三、正交多项式曲线拟合法191

四、总体拟合求ζ？及ω？194

第七章　模态参数时域识别法195

7—1　引言195

7—2　Ibrahim时域法（ITD法）195

一、自由响应数据矩阵的形成196

二、建立特征方程197

三、确定系统的特征值198

四、确定系统的振型199

五、采样频率问题199

六、关于测点的设置200

七、关于噪声与虚假模态201

7—3　复指数法202

7—4　随机减量法205

7—5　时间序列分析法208

一、时序模型209

二、离散的传递函数212

三、离散的脉冲函数213

四、ARMA模型的自协方差函数及自相关函数214

五、时序模态分析216

第八章　模态测试技术222

8—1　模态测试系统222

一、频响函数测试的基本系统222

二、试件安装224

8—2　激振器225

8—3　传感器226

二、压电式加速度传感器227

一、压电式力传感器227

三、附加质量消除230

8—4　频响函数分析仪231

一、数字相关滤波式分析仪231

二、动态数字信号处理系统233

8—5　激励信号244

一、稳态正弦测试244

三、伪随机激励245

四、周期随机激励245

二、纯随机激励245

五、瞬态随机激励246

六、快速正弦扫描246

七、脉冲激励247

八、阶跃激励248

8—6　多点激励频响函数测试与估计248

一、多点随机激励频响函数估计249

二、多点全相干激励频响函数估计249

8—7　标定、测试和估计可靠性检验251

一、标定251

二、测试与估计可靠性检验253

9—1　结构动态载荷识别255

一、载荷识别频域法255

第九章　动态载荷识别与动力修改255

二、载荷识别时域法259

9—2　物理模型修改264

一、陈介中（J．C．Chen）矩阵摄动法265

二、优化方法266

三、特征方程拟合法268

9—3　结构动态特性的灵敏度分析271

一、特征值灵敏度273

二、特征向量灵敏度275

三、二阶特征灵敏度281

9—4　结构动力修改285

一、曲轴飞轮系统291

第十章　试验模态分析的工程应用291

10—1　对已有系统的分析、识别与评价291

二、汽车离合器从动盘293

10—2　结构动态设计295

一、600MW发电机组295

二、300MW发电机的故障分析297

三、柴油机缸体改型设计298

10—3　噪声控制302

一、风机噪声控制302

二、拖拉机驾驶室固体声控制306

10—4　传递函数诊断309

主要参考文献312