振动与冲击手册 第2卷 振动与冲击测试技术PDF电子书下载

目录 1

第一章 振动与冲击测试技术概论 1

1.1 振动测试的重要性 1

1.2 振动测试技术的发展 2

1.3 振动测试的类别及主要影响因素 3

1.4 振动测量 4

1.5 振动环境模拟试验 5

1.6 结构动力学试验及数据处理技术 5

1.7 振动测试技术的应用和发展中的几个问题 7

第二章 相似方法和机电系统理论 9

2.1 似方法 9

2.1.1 相似、相似方法和建模 9

2.1.2 基本量和导出量，量钢和量纲指数 10

2.1.3 相似三定理 10

2.1.4 振动中常用的相似概念 13

2.1.5 相似准则的推导方法 15

2.1.6 弹性结构的相似常数 19

2.2 机械导纳方法 20

2.2.1 三种导纳和阻抗的定义 21

2.2.2 基本元件的导纳和阻抗计算 21

2.2.3 集总系统的导纳和阻抗 23

2.2.4 分布系统的导纳和阻抗 24

2.2.5 机械导纳方法之一——基架线法 28

2.2.6 机械导纳方法之二——求碰撞力的集总系统法 30

2.2.7 机械导纳方法之三——子结构法 32

2.3 机电变换理论 33

2.3.1 机电理论基本公式 33

2.3.2 可逆变换器理论 37

2.3.3 常用变换器的特征传递矩阵和频响函数 41

2.4.1 两种机电模拟 44

2.4 机电模拟和机电网络 44

2.4.2 机械网络 45

2.4.3 机电网络 50

2.4.4 广义机电模拟 53

附表一 常用力学量的量纲 54

附表二 常用力学量和电学量的名称、符号、单位及换算关系 55

附表三 弹性结构各相似常数及其 56

关系式 56

附表四 简单系统的速度阻抗和速 58

度导纳图 58

参考文献 61

第三章 传感器 62

3.1 引言 62

3.2 传感器的数学模型及其特性 62

3.2.2 一阶传感器 63

3.2.1 零阶传感器 63

3.2.3 二阶传感器 64

3.2.4 绝对式二阶传感器 65

3.3 压电式传感器 73

3.3.1 压电效应、振动模和压电材料 73

3.3.2 压电式传感器的等效电路 75

3.3.3 压电式加速度计 77

3.3.4 压电式力传感器 81

3.3.5 冲击力锤 82

3.3.6 阻抗头 82

3.3.7 压电式传感器测量电路 82

3.4 压阻式传感器 84

3.4.1 概述 84

3.4.2 压阻效应 84

3.4.3 压阻式加速度计 85

3.5.1 工作原理、结构和特性 89

3.5 磁电式传感器 89

3.5.2 主要参数计算及材料性能 90

3.6 变磁阻式传感器 92

3.6.1 差动电感和差动变压器式传感器 92

3.6.2 电涡流传感器 94

3.7 电容式传感器 95

3.8 伺服式加速度计 97

3.8.1 工作原理 97

3.8.2 静态和动态特性 98

3.9 驻极体振动传感器 100

参考文献 100

4.1.1 振动试验对设备的要求 101

4.1.2 冲击试验对设备的要求 101

振器 101

4.1 振动冲击试验对设备的要求 101

第四章 振动冲击试验台与激 101

4.1.3 振动冲击台应具备的条件和功能 102

4.1.4 振动冲击台的类型和特点 102

4.2 振动试验台 104

4.2.1 机械振动台 104

4.2.2 电动振动台 128

4.2.3 电液振动台 145

4.2.4 模拟汽车运输振动试验台 153

4.3 振动台的辅助设备——水平滑台 154

4.3.1 水平滑台的基本参数 154

4.3.2 水平滑台的原理和结构 154

4.4.2 冲击试验台的工作原理和结构 157

4.4.1 冲击试验台的基本参数和主要指标要求 157

4.4 冲击试验台 157

4.3.3 水平滑台的刚度 157

4.5 激振器 162

4.5.1 激振器的类型 162

4.5.2 激振器的应用 162

4.6 振动台基本参数的检定 163

4.6.1 一般规定 163

4.6.2 检定测试方框图 163

4.7 振动冲击台的选型和使用 164

4.7.1 振动冲击台选型时应注意的问题 164

4.7.2 振动冲击台使用时应注意的问题 165

参考文献 166

第五章 振动测试技术 167

5.1 概述 167

5.1.1 振动测试的意义和用途 167

5.1.2 振动测试的分类和内容 168

5.1.3 振动测试的仪器设备 169

5.2 周期振动简易测量方法 169

5.2.1 周期振动参数 169

5.2.2 周期振动简易测量方法 170

5.3 传感器的选择和使用 173

5.3.1 传感器的分类 173

5.3.2 传感器的选择 174

5.3.3 传感器的最优布置方案 177

5.3.4 传感器最优位置的事后选择 181

5.3.5 传感器使用时的注意事项 181

5.4 激振设备的选择和使用 182

5.4.1 激振设备的分类 183

5.4.2 振动台的辅助设备设计 183

5.4.3 电动台的工作特性 187

5.4.4 振动台的使用和选择 191

5.4.5 激振器的最优布置方案 192

5.4.6 激振器的使用和选择 193

5.5 激励技术 195

5.5.1 激励函数的分类 195

5.5.2 正弦稳态激励 197

5.5.3 正弦扫描激励 198

5.5.4 瞬态激励 200

5.5.5 随机激励 202

5.6 结构动态特性测试技术 204

5.6.1 概述 204

5.6.2 结构动态特性参数简易测试方法 204

5.6.3 测力计和阻抗头的使用 207

5.6.4 机械导纳测试的典型用途和图形 209

5.6.5 机械导纳稳态测试技求 212

5.6.6 机械导纳瞬态测试技术 213

5.6.7 机械导纳随机测试技术 217

5.6.8 环境激励时的动态特性测试 217

5.7 振动环境模拟试验 218

5.7.1 环境试验的分类、用途和等效关系 218

5.7.2 疲劳模拟试验和加速试验方法 219

5.7.3 宽带随机试验和数字控制设备 220

5.7.4 应力筛选方法 221

5.7.5 磁带随机法 222

5.7.6 振源驻留试验 223

5.8 旋转机械的振动测试技术 223

5.8.1 传感器的选择和使用 224

5.8.2 激振器的选择和使用 224

5.8.3 用传感器信号进行初步振动分析 224

5.8.4 旋转机械振动分析仪器——数字矢量滤波器 225

参考文献 227

6.1 引言 230

6.2 冲击波形测量 230

6.2.1 冲击波形的特点及测量要求 230

第六章 冲击测试技术 230

6.2.2 冲击测量方案的制订 232

6.2.3 冲击测量设备的选择 233

6.2.4 冲击测量步骤 239

6.2.5 冲击测量中的零？问题 241

6.2.6 冲击测量系统中的地回路干扰 242

6.2.7 冲击测量中的相移和滞后 242

6.3 冲击频谱的测量方法 246

6.3.1 数字频谱分析法 246

6.3.2 模拟频谱分析法 246

6.4 冲击响应谱测量 246

6.4.2 冲击响应谱的用途 247

6.4.1 冲击响应谱的定义 247

6.4.3 冲击响应谱的测量方法 248

6.4.4 冲击响应谱数字分析中的参数选择 254

6.4.5 不同Q值间冲击响应谱的转换 256

6.4.6 冲击响应谱与傅叶频谱的关系 258

6.5 冲击试验方法 259

6.5.1 冲击规范与分类 259

6.5.2 冲击波形模拟试验方法 260

6.5.3 冲击响应谱模拟试验方法 270

6.5.4 地震模拟试验方法 282

6.5.5 高速撞击冲击环境模拟试验方法 284

6.5.6 爆炸分离冲击模拟试验方法 286

参考文献 288

第七章 传感器的校准 323

7.1.1 地球重力与场校准 324

7.1 稳态校准 324

7.1.2 静态力校准 325

7.1.3 离心机校准 326

7.1.4 正弦振动校准 326

7.1.5 互易法校准 344

7.1.6 横向灵敏度的校准 351

7.1.7 各种环境条件下的校准 362

7.2 瞬态校准 366

7.2.1 冲击校准装置 366

7.2.2 冲击校准方法 370

参考文献 376

8.1.3 信号分析与处理过程 378

8.1.2 振动信号分析的目的 378

8.1.1 振动信号、数据及表现形式 378

8.1 概述 378

理 378

第八章 振动信号分析与数据处 378

8.1.4 振动信号的分类和特征量 379

8.1.5 数据处理系统 381

8.2 数据预处理 382

8.2.1 数据的采集 382

8.2.2 信号的数字化及其量化误差 382

8.2.3 平稳性检验 383

8.2.4 高斯分布检验 383

8.2.5 数据归一化 384

8.2.6 消除趋势项 385

8.2.7 野点的别除 386

8.2.8 周期分量的分离 386

8.2.9 数据校准 387

8.3 傅里叶变换 388

8.2.10 低通滤波 388

8.3.1 傅里叶变换 389

8.3.2 因果信号的傅里叶变换 392

8.3.3 傅里叶谱分析的滤波器法 392

8.3.4 离散傅里叶变换（DFT） 393

8.3.5 采样定理与迭混现象…………………？8.3.6 快速傅里叶变换FFT………………？8.3.7 泄漏现象及窗函数的选择……………？8.3.8 频率细化………………………………？8.3.9 拉普拉斯变换的应用………………？ 393

8.4 Z变换及数字滤波……………………？8.4.1 Z变换的定义…………………………？8.4.2 Z变换的主要性质………………………？8.4.3 部分分式法求逆Z变换…？8.4.4 使用Z变换求解差分方程……………？8.4.5 数字滤波器……………………40？ 393

8.5 希尔伯特变换 411

8.5.1 希尔伯特（Hilbert）交换的定义 411

8.5.2 希尔伯特变换的性质…………………？8.5.3 实离散信号的希尔伯特变换………？8.5.4 希尔伯特变换的计算………………？8.5.5 希尔伯特变换在振动中的应用………？ 411

8.6 卷积及相关分析……………………4？8.6.1 卷积的定义和主要性质………4？8.6.2 卷积的算法及圆卷积 421

8.6.3 卷积在振动数据处理中的应用 421

8.6.4 相关分析 423

8.6.5 倒频谱（Cepstrum）及解卷积 424

8.7.1 线性最小二乘估计 426

8.7 数据拟合 426

8.7.2 非线性最小二乘估计 428

8.8 振动信号的基本性质分析 430

8.8.1 振动信号的基本特征 430

8.8.2 谱分析 432

8.8.3 周期振动信号分析 435

8.8.4 冲击和瞬态信号的分析…………………43？ 435

8.8.5 平稳随机信号分析 441

8.8.6 非平稳随机振动信号分析……………45？ 441

8.8.7 多维平稳随机信号的分析 458

8.8.8 时间序列的数学模型 459

8.9 振动系统分析………………………46？8.9.1 由试验数据估计频率响应函数………4？8.9.2 相干分析 468

8.10 数据处理的其他应用 473

8.10.1 振动系统的响应试验 473

8.10.2 载荷识别 477

8.10.3 振动系统的监视与故障诊断 478