机械振动参数识别及其应用PDF电子书下载

目 录 1

第一章振动参数识别连续与离散时间系统 1

1-1 引言 1

1-2 SDOF系统自由振动 2

1-2.1 无阻尼自由振动 2

1-2.2 粘性阻尼自由振动 3

1-3 分析SDOF系统强迫响应的频域法 5

1-3.1 简谐力作用下的响应分析 5

1-3.2 分析周期力作用下稳态响应的傅里叶级数法 8

1-3.3 分析一般激振力作用下强迫响应的傅里叶变换法 12

1-3.4 分析一般激振力作用下强迫响应的拉氏变换法 17

1-3.5 结构阻尼SDOF系统强迫响应分析 18

1-4.1 脉冲载荷 19

1-4 分析SDOF系统一般激振力作用下强迫响应的时域法 19

1-4.2 分析一般激振力作用下强迫响应的卷积法 20

1-5 SDOF系统随机激振力作用下强迫响应分析 22

1-5.1 随机过程的统计特性描述 22

1-5.2 随机激振下的响应分析 30

1-6 频域法和时域法的关系 32

1 6.1 传递函数与脉冲响应函数 32

1-6.2 频响函数与脉冲响应函数 32

1-6.3 传递函数与频响函数 33

1-6.4 卷积与乘积 34

1-6.5 连续时间系统小结 35

1-7 采样定理 35

1-7.1 理想采样后信号的频谱 35

1-7.2 采样内插公式 38

1-7.3 小结 40

1-8 离散卷积 41

1-8.1 离散时间信号序列 41

1-8.2 离散卷积 44

1-9 离散时间系统的频响函数 45

1-9.1 序列傅里叶变换 45

1-9.2 差分方程 46

1-9.3 频响函数 47

1-10 离散时间系统的传递函数 47

1-10.1 z变换 47

1-10.2 传递函数 48

1-11 离散傅里叶变换（DFT）和快速傅里叶变换（FFT） 49

1-11.1 离散傅里叶变换 49

1-12.1 电子滤波器与滤波运算 52

1-12 数字滤波 52

1-11.2 快速傅里叶变换 52

1-12.2 数字滤波器 54

1-13 谱泄漏、窗函数与细化 55

1-13.1 谱泄漏与窗函数 55

1-13.2 细化（ZOOM） 59

1-14 连续时间系统与离散时间系统 60

1-14.1 拉氏变换、傅里叶变换、序列傅里叶变换、Z变换之间的关系 60

1-14.2 离散时间系统小结 63

第二章 振动参数识别和分类 64

2-1 引言 64

2-1.1 数学模型 64

2-1.2 理论建模和试验建模 65

2-2 描述振动系统的方法 67

2-2.1 分布参数振动系统 67

2-2.2 离散振动系统 68

2-2.3 随机系统 72

2-3 离散振动系统的物理坐标描述 73

2-3.1 构造空间法 73

2-3.2 状态空间法 73

2-3.3 差分方程法 82

2-4 离散振动系统实模态坐标描述 90

2-4.1 无阻尼系统 90

2-4.2 粘性比例阻尼系统 92

2-4.3 结构比例阻尼系统 96

2-5 离散振动系统复模态坐标描述 97

2-5.1 任意粘性阻尼系统 97

2-5.2 任意结构阻尼系统 104

2-6 离散振动系统的非参数模型描述 105

2-7.2 频域、时域识别法 108

2-7 振动系统参数识别的分类 108

2-7.1 模态参数和物理参数识别 108

2-8 建模准则与方法 109

2-8.1 建模准则 109

2-8.2 建模方法 111

第三章 适调多点激振法 112

3-1 引言 112

3-2 SDOF系统频响函数的三种图示方法 114

3-2.1 幅－频特性和相－频特性图（Bode图） 115

3-2.2 实－频特性和虚－频特性图 117

3-2.3 奈奎斯特图 117

3-3 单点激振的理论基础 120

3-4 单点激振及其模态分离技术 128

3-5 适调多点激振法的理论基础 134

3-5.1 任意粘性阻尼的离散系统 136

3-5.2 任意粘性阻尼的连续系统 144

3-6 系统达到纯模态的判据 147

3-7 适调激振力的主要方法 150

3-7.1 人工调节激振力 152

3-7.2 采用伺服装置适调激振力的方法 158

3-7.3 采用计算机适调激振力 159

3-8 模态参数识别的方法 169

3-8.1 峰值法 169

3-8.2 分量法 171

3-8.3 导纳圆法 173

3-8.4 附加质量法和附加刚度法 176

3-8.5 正交力法 180

3-8.6 复数功率法 184

3-9 适调多点激振法的应用 193

3-10 适调多点激振法的试验过程 200

第四章 频域模态参数识别法 202

4-1 引言 202

4-2 频响函数、脉冲响应函数和模态参数的关系 204

4-2.1 SDOF系统 204

4-2.2 MDOF系统 206

4-3 SISO识别法 216

4-3.1 单模态识别法 216

4-3.2 多模态迭代识别法 222

4-3.3 多模态直接拟合的RFP法 228

4-3.4 多模态直接拟合的RFOP法 247

4-4 SIMO识别法 252

4-5 MIMO识别法 260

5-1 引言 273

第五章 时域模态参数识别法 273

-2 ITD法 274

5-2.1 ITD法的单最小二乘法（SLS） 274

5-2.2 ITD法的双最小二乘法（DLS） 280

5-2.3 ITD法用户参数选择 281

5-2.4 列 285

5-3 STD法 290

5-4 复指数法 294

5-4.1 复指数法 294

5-4.2 例 298

5-5 逐步扩阶双递推法 298

5-5.1 识别复频率 298

5-5.2 识别复振型 304

5-5.3 复模态与噪声模态的鉴别 305

5-5.4 例 306

5-6 差分方程法 308

5-6.1 方法Ⅰ 308

5-6.2 方法Ⅱ 311

5-7 MIMO复指数法 312

5-7.1 多基准复指数参数识别法 312

5-7.2 多点激振复指数法的模态置信因子 317

5-8 特征系统实现法（ERA） 318

5-8.1 ERA法 318

5-8.2 ERA法与ITD法间的关系 322

5-8.3例 324

5-9 随机减量法 325

5-9.1 原理 325

5-9.2 几点说明 329

5-9.3 随机减量法在飞机结构上的应用 333

5-10 从复模态获取固有模态的方法 337

5-10.1 固有模态的用途 337

5-10.2 状态空间法 338

5-10.3 虚拟模态法 339

5-10.4 例 340

第六章 物理参数识别 343

6-1 引言 343

6-2 坐标转换法 344

6-2.1 完全模型与非完全模型 344

6-2.2 实模态参数向物理参数的转换 346

6-2.3 复模态参数向物理参数的转换 347

6-3 直接识别物理参数法 354

6-3.1 不需迭代的直接法 354

6-3.2 物理参数识别的迭代法 359

6-4 实验模态分析与有限元相结合的方法 368

6-4.1 艾布拉赫姆法 368

6-4.2 摄动法 370

6-4.3 优化方法 375

6-4.4 以EMA和FEM部分结果为基准的方法 383

第七章 非参数模型的估计技术 388

7-1 引言 388

7-2 频响函数的基本测试系统 390

7-2.1 激振系统 391

7-2.2 感受系统 399

7-2.3 分析系统 407

7-3 试件及其支持条件 414

7-3.1 自由支持 415

7-3.2 接地支持 423

7-4 激振器的使用和标定 424

7-4.1 激振器的使用问题 426

7-4.2 激振器的标定 438

7-5 传感器的使用和标定 444

7-5.1 传感器的使用问题 445

7-5.2 传感器的标定 449

7-6 单点稳态正弦激振下系统顿响函数的测试 458

7-7 单点宽带激振下系统频响函数的估计 464

7-7.1 SISo频响函数的估计 465

7-7.2 动态测试系统的应用及其发展 477

7-8 宽带激振技术及其应用 478

7-8.1 随机激振 478

7-8.2 瞬态激振 486

7-9 多点激振下系统频响函数的估计 497

7-9.1 MIMo频响函数的估计 498

7-9.2 多点随机激振 500

7-9.3 多点全相干激振 501

7-10 脉冲响应函数的估计 506

7-11 估计精度和可靠性检验 511

7-11.1 影响测试和估计精度的因素 511

7-1 1.2 对测试和估计结果的可靠性检验 514

第八章 参数识别技术在工程中的应用 517

8-1 引言 517

8-2 逆特征值问题在结构动态设计中的应用 521

8-2.1 逆特征值问题 521

8-2.2 在动态设计中的应用 523

8-3.1 再分析 533

8-3 结构动态的再设计、再分析 533

8-3.2 再设计中的灵敏度分析 547

8-4 EMA模型和FEM模型间的相互比较和修正 554

8-4.1 质量、刚度矩阵的聚缩 554

8-4.2 正交性检验 556

8-4.3 EMA与FEM模型间的比较 557

8-5 组合结构分析 563

8-5.1 组合结构 563

8-5.2 阻抗耦合法 563

8-5.3 模态耦合法 564

8-6 响应分析和载荷识别 565

8-7 在飞行器颤振试验中的应用 566

8-8 振动的利用 567

附录Ⅰ 巴什瓦定理 568

附录 568

附录Ⅱ 复频率的模为固有频率的条件 569

附录Ⅲ 最小二乘原理 573

附录Ⅳ 奇异值分解 577

附录Ⅴ 广义逆矩阵 578

附录Ⅵ 拉格朗日乘子法、向量和矩阵范数、矩阵微分 580

附录表1 傅里叶变换性质表 586

附录表2 拉氏变换性质表 587

附录表3 常用函数拉氏变换表 587

附录表4 序列傅里叶变换性质表 588

附录表5 z变换性质表 588

附录表6 常用序列z变换表 588

参考文献 589

外国人名译名表 603

索引 605