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第一章 振动信号的基本特征1

1.1周期振动和准周期振动1

1.2平稳随机振动4

1.2.1随机振动信号的基本统计量—均值、方差、标准差5

1.2.2概率密度与概率分布5

1.2.3相关函数7

1.2.4功率谱密度11

1.3非平稳随机振动14

1.4瞬态振动和机械冲击17

第二章 机械系统对振动和冲击的响应20

2.1特征方程·复频率20

2.2系统对初始条件的响应·时间历程22

2.3系统对谐波激励的响应·频率响应函数24

2.3.1幅频特性25

2.3.2相频特性26

2.3.3实频特性和虚频特性27

2.4系统对脉冲激励的响应…脉冲响应函数30

2.5结构阻尼系统的频率响应32

2.6机械系统对稳态随机振动的响应33

2.7系统对机械冲击的响应…冲击谱35

第三章 振动与冲击传感器38

3.1压电式加速度传感器38

3.1.1压电式加速度计的原理与特性38

3.1.2前置电压放大器与电荷放大器46

3.1.3压电式加速度计的安装48

3.2压电式力传感器和阻抗头52

3.2.1压电式力传感器52

3.3.1电动式速度传感器的原理55

3.3电动式速度传感器55

3.2.2压电式机械阻抗传感器55

3.3.2积分和微分电路57

3.4涡流式位移传感器60

3.5振动与冲击传感器的选择62

第四章 振动与冲击测量69

4.1测量系统的构成69

4.2振动与冲击测量仪器71

4.2.1通用振动计71

4.2.2测量放大器72

4.2.3相位计73

4.2.4电平记录仪74

4.2.5磁带记录仪76

4.3振动与冲击参数的测量87

4.3.1周期振动参数的测量87

4.3.2随机振动参数的测量91

4.3.3冲击与瞬变参数的测量99

4.4振动与冲击测量的总体考虑103

第五章 激振设备与激振技术104

5.1激振设备104

5.1.1电动力式振动台104

5.1.2电动力式激振器112

5.1.3机械式振动台113

5.1.4非接触式激振器115

5.1.5压电式激振器117

5…2激振控制118

5.2.1正弦激振控制119

5.2.2随机激振控制123

5.2.3振动波形的再现127

5.3力试验和阻抗测试128

5.4.1实验室冲击实验130

5.4冲击试验130

5.4.2现场冲击试验133

第六章 振动与冲击传感器的校准135

6.1传感器校准的内容与要求135

6.1.1振动、冲击传感器的校准内容135

6.1.2振动、冲击传感器校准的技术要求136

6.2参考灵敏度的校准136

6.2.1测幅绝对校准137

6.2.2比较法校准139

6.2.3互易法校准141

6.3传感器的频率响应与谐振频率的校准144

6.3.1逐点比较法校准144

6.3.2连续扫频法校准144

6.3.3谐振频率的校准145

6.4横向灵敏度的校准146

6.5传感器的冲击与线性校准147

6.5.1传感器的冲击校准147

6.5.2传感器的线性校准150

6.6系统校准152

6.6.1系统校准原理152

6.6.2重力法通道校准153

6.7力传感器与阻抗头的校准161

6.7.1力传感器动态幅值灵敏度的校准161

6.7.2力传感器频率响应的校准165

6.7.3阻抗头的校准167

第七章 频率分析169

7.1傅里叶分析基础169

7.1.1傅里叶级数与离散频谱169

7.1.2傅里叶变换与连续频谱173

7.2.1滤波器的频率响应与脉冲响应179

7.2卷积和滤波179

7.2.2带通滤波器180

7.3模拟式频率分析仪183

7.3.1档级滤波器式频率分析仪183

7.3.2扫描式频率分析仪183

7.3.3外差式恒带宽频率分析仪185

7.3.4跟踪滤波器187

7.3.5模拟式实时频率分析仪188

7.4平稳信号的模拟式频率分析189

7.4.1带宽的选取190

7.4.2平均时间TA的选取191

7.4.3停留时间及扫描速度的选取192

7.5数字频率分析原理194

7.5.1采样与量化194

7.5.2有限离散傅里叶变换（DFT）197

7.5.3快速傅里叶变换（FFT）201

7.5.4细化FFT203

7.6常用频域数字分析方法205

7.6.1功率谱密度205

7.6.2相关函数209

7.6.3传递函数和相干函数211

7.6.4倒频谱分析212

7.7数字频率分析仪213

7.7.1CF-500超级分析仪214

7.7.2SD380Z型分析仪216

7.7.3HP-3562A动态信号分析仪217

第八章 模态分析的理论基础219

8.1多自由度系统的振动分析——实模态理论219

8.1.1特征值和特征向量219

8.1.2特征向量的正交性和振型矩阵的归一化222

8.1.3主坐标·模态叠加223

8.1.5比例阻尼系统的自由振动224

8.1.4无阻尼系统强迫振动的模态叠加224

8.1.6比例阻尼系统的强迫振动·传递函数矩阵226

8.1.7结构阻尼系统的模态分析228

8.2一般粘性阻尼系统的复模态理论228

8.2.1状态方程·复特征值问题228

8.2.2复特征向量的正交性229

8.2.3复模态参数231

8.2.4复模态叠加232

8.2.5粘性阻尼系统的传递函数233

8.3非自伴随系统的复模态理论234

8.3.1非自伴随系统234

8.3.2伴随系统与非自伴随系统特征向量的双正交性235

8.3.3非自伴随系统的传递函数236

8.4一般粘性阻尼系统的特征相位延迟236

8.4.1特征相位延迟模态237

8.4.2二自由度例子238

8.4.3特征相位延迟模态的性质241

第九章 模态试验243

9.1正弦慢扫描模态试验244

9.1.1原理245

9.1.2激振器的选择及安装247

9.1.3频率扫描速度248

9.1.4系统标定249

9.2稳态随机激励模态试验249

9.2.1原理249

9.2.2试验方法251

9.3脉冲激励模态试验255

9.3.1脉冲激励的原理256

9.3.2力脉冲宽度的控制259

9.3.4窗函数在脉冲激励试验中的使用260

9.3.3采样时间间隔△t的选取260

9.3.5脉冲试验还需注意的几个问题261

9.4伪随机激励模态试验262

9.4.1伪随机序列的统计特性262

9.4.2产生伪随机二进制序列的方法265

9.5多点正弦纯模态试验265

9.5.1多点激励系统267

9.5.2试验过程269

9.5.3自动力适调技术270

第十章 模态参数识别274

10.1分量分析法与矢量分析法275

10.1.1分量分析法275

10.1.2矢量分析法277

10.1.3矢量分析的计算机识别280

10.2.1松井秀儿法282

10.2实模态优化识别法282

10.2.2Klosterman迭代法285

10.2.3非线性最小二乘法287

10.3复模态参数识别289

10.3.1传递函数在复平面上的变换290

10.3.2Levy法293

10.3.3对实模态修正的复模态法296

10.4参数识别的时域方法299

10.4.1Ibrahim法299

10.4.2随机减量技术303

10.5振动模态的图示306

第十一章 振动监测与故障诊断307

11.1概述308

11.1.1故障及其分类308

11.1.2监测方式309

22.1.3振动诊断方法310

11.2振动监测参数与监测传感器313

11.2.1监测参数及其表示313

11.2.2监测传感器与监测位置315

11.3振动监测仪器317

11.3.1用于定期监测和诊断的仪器317

11.3.2永久性监测仪器318

11.4振动诊断方法320

11.4.1振平值诊断法320

11.4.2转速振平图诊断法324

11.4.3响应频谱诊断法325

11.4.4传递函数诊断法328

11.4.5倒频谱诊断法330

11.4.7相关分析诊断法332

11.4.6转速谱图诊断法332

11.4.8系统参数诊断法333

11.5旋转机械的振动监测与诊断334

11.5.1转子振动与基频信号监测334

11.5.2轴系不平衡响应的监测344

11.5.3轴的振动监测346

11.5.4旋转机械故障的频谱特征349

11.5.5轴承振动监测350

11.5.6齿轮振动及其故障诊断352

第十二章 声发射诊断353

12.1声发射353

12.1.1声发射353

12.1.2声发射（AE）源353

12.1.3声发射波的传播354

12.2声发射测量分析系统的构成355

12.3.1声发射传感器357

12.3声发射传感器及其校准357

12.3.2声发射传感器的标定359

12.4声发射检测仪器362

12.4.1信号的测量362

12.4.2特征参数的测量仪器363

12.5声发射源的定位366

12.5.1直线定位法366

12.5.2归一化正方阵定位法366

12.5.3平面正方形定位法367

12.5.4平面三角形定位法368

12.5.5球面三角形定位法369

12.6声发射技术的应用372

12.6.1应用领域及其特点372

12.6.2黄铜试件的拉伸试验374

12.6.3碳纤维编织物的拉伸试验375

12.6.5压力容器上声发射源的定位376

12.6.4压力容器的检验376

12.6.6球形容器的承压试验377

12.6.7声发射源的双通道测量定位378

第十三章 振动和冲击控制380

13.1振动和冲击隔离380

13.1.1振动隔离380

13.1.2隔振技术383

13.1.3隔振测量388

13.1.4冲击隔离390

13.2动力振动控制和阻尼减振392

13.2.1动力吸振器392

13.2.2动力振动控制的测量394

13.2.3阻尼减振396

13.2.4阻尼测量397

13.3主动控制400