模态分析理论与试验PDF电子书下载

上篇 理论 1

序言 1

A.1章 解析模态分析和实验模态分析 3

A.1.0 引言 3

A.1.1 单自由度系统 4

A.1.1.1 系统方程 传递函数 4

A.1.1.2 系统极点 固有频率 阻尼比 5

A.1.1.3 留数 6

A.1.1.4 传递函数图 6

A.1.1.5 频率响应函数(FRF) 脉冲响应函数 6

A.1.1.6 质量、阻尼和刚度变化对FRF的影响 8

A.1.2.1 系统方程 传递函数 9

A.1.2 多自由度系统 9

A.1.2.2 系统极点 固有频率 阻尼因子 11

A.1.2.3 模态向量 留数 11

A.1.2.4 模态参预因子 13

A.1.2.5 频响函数矩阵 脉冲响应函数矩阵 13

A.1.2.6 无阻尼系统与比例阻尼系统 16

A.1.2.7 正交性 模态坐标 17

A.1.2.8 模态向量比例换算 20

A.1.2.9 解析法和实验法 21

A.1.3 单自由度系统举例 22

A.1.4 多自由度系统举例 23

A.1.4.1 一般粘性阻尼 23

A.1.4.2 比例粘性阻尼 25

A.1.4.3 无阻尼 25

A.1.5 结论 26

A.2.0 引言 27

A.2章 (数字)信号处理：基本理论 27

A.2.1 各类信号的傅立叶变换 28

A.2.1.1 周期信号 28

A.2.1.2 非周期函数 29

A.2.1.3 采样时间函数 30

A.2.1.4 采样时间信号及其变换 30

A.2.2 一些分析参数 31

A.2.3 性质与关系式 32

A.2.3.3 时间变换性质 33

A.2.3.4 时移性质 33

A.2.3.5 频移性质和细化变换 33

A.2.3.2 比例相乘性质 33

A.2.3.1 叠加性质 33

A.2.3.6 能量关系 34

A.2.3.7 积分与微分性质 35

A.2.3.8 卷积性质 35

A.2.4 误差与窗 35

A.2.4.1 迭混 35

A.2.4.2 泄漏 37

A.2.4.3 窗 40

A.2.5 其他变换 44

A.2.5.1 拉普拉斯变换 44

A.2.5.2 Z变换 45

A.2.6 时间函数、频率函数及其应用 45

A.2.6.1 自功率谱与自相关函数 45

A.2.6.3 平均 46

A.2.6.2 互功率谱与互相关函数 46

A.2.6.4 频响函数与相干函数 48

A.2.7 结论 52

A.3章 模态参数估计 53

A.3.0 引言 53

A.3.1 模态模型的基本方程 53

A.3.2 基本概念 55

A.3.2.1 单自由度法与多自由度法 55

A.3.2.2 局部参数识别与整体参数识别 55

A.3.2.3 单输入与多输入 56

A.3.2.4 模态模型与直接模型 56

A.3.2.5 低阶完整模型与高阶不完整模型 57

A.3.2.6 实模态振型与复模态振型 57

A.3.2.8 分类 58

A.3.2.7 时域估计与频域估计 58

A.3.3 单自由度法 59

A.3.3.1 峰值检测 59

A.3.3.2 模态检测 59

A.3.3.3 圆拟合 60

A.3.4 多自由度时域法 61

A.3.4.1 Ibrahim时域法(ITD) 61

A.3.4.2 多参考点最小二乘复指数法(LSCE) 62

A.3.4.3 特征系统实现算法(ERA) 63

A.3.4.4 时域直接参数识别(TDPI) 64

A.3.5 多自由度频域法 65

A.3.5.1 (非线性)最小二乘频域法(LSFD) 65

A.3.5.2 结构系统参数识别(ISSPA) 66

A.3.5.3 正交多项式法(OP) 67

A.3.5.4 频域直接参数识别(FDPI) 68

A.3.5.5 复模态指示函数(CMIF) 70

A.3.6 结论 71

A.4章 模型验证 73

A.4.0 引言 73

A.4.1 模态比例因子(MSF)和模态判定准则(MAC) 73

A.1.2 模态参预 75

A.1.3 互易性 76

A.1.4 模态复杂性 77

A.1.5 模态相位共线性和平均相位偏移 77

A.1.6 模态置信因子 78

A.1.8 结论 79

A.1.7 频响函数综合 79

A.5章 模态参数的应用 80

A.5.0 引言 80

A.5.1 强迫响应分析 81

A.5.1.1 引言 81

A.5.1.2 理论 81

A.5.1.3 应用应用 82

A.5.2 灵敏度分析 82

A.5.2.1 引言 82

A.5.2.2 理论 82

A.5.2.3 应用领域 85

A.5.3 结构动力学修改与集成 86

A.5.3.1 引言 86

A.5.3.2 方法 86

A.5.4 结论 99

A.5.3.3 应用方面 99

A.6章 数值模型与实验模型相结合 100

A.6.0 引言 100

A.6.1 模型修正 100

A.6.1.1 引言和一般思路 100

A.6.1.2 模型匹配 102

A.6.1.3 相关技术 106

A.6.1.4 修正参数的选择 110

A.6.1.5 矫正方法 113

A.6.1.6 小结 118

A.6.2 预试验分析 118

A.6.2.1 引言 118

A.6.2.3 响应点的选择 119

A.6.2.2 频率范围 119

A.6.2.4 激励点的选择 121

A.6.2.5 支承点的选择 122

A.6.2.6 小结 123

A.6.3 结论 123

下篇 试验 125

序言 125

B.1 章 试验设备 127

B.1.0 引言 127

B.1.1 激励系统 127

B.1.1.0 引言 127

B.1.1.1 固定式激励系统 128

B.1.1.2 非固定式激励系统 130

B.1.2.0 引言 131

B.1.2 力和运动传感器 131

B.1.2.1 力传感器 132

B.1.2.2 运动传感器 133

B.1.2.3 小结与评述 138

B.1.3 测量与分析系统 138

B.1.3.0 引言 138

B.1.3.1 PC机系统 139

B.1.3.2 FFT分析仪加PC机或工作站 139

B.1.3.3 数采前端加工作站 140

B.1.3.4 数据采集模块的基本构件 140

B.1.3.5 评述 142

B.1.4 结论与述评 142

B.2.1.1 高精度校准法 143

B.2.1.0 引言 143

B.2.1 校准 143

B.2.0 引言 143

B.2章 校准与设置 143

B.2.1.2 重力校准法 144

B.2.1.3 冲击校准、背对背校准和绝对校准 144

B.2.1.4 比值校准 145

B.2.1.5 小结 146

B.2.2 试验设置 146

B.2.2.0 引言 146

B.2.2.1 悬挂 边界条件 146

B.2.2.2 激励 148

B.2.2.3 响应点 149

B.2.2.4 设备 传感器 150

B.2.2.5 试验程序的确定 150

B.2.3.1 设置验证 151

B.2.3.0 引言 151

B.2.2.6 小结 151

B.2.3 FRF测量 设置验证 151

B.2.3.2 FRF测量 155

B.2.3.3 小结 156

B.2.4 结论 156

B.3章 激励考虑 157

B.3.0 引言 157

B.3.1 激励信号概述 158

B.3.1.1 分类 158

B.3.1.2 评估依据 158

B.3.1.3 激励信号类型 159

B.3.1.4 小结 168

B.3.2 激励信号与FRF测量 168

B.3.2.0 引言 168

B.3.2.1 “线性”试验例 169

B.3.2.2 非线性动态特性 178

B.3.3 总结与结论 180

B.4章 实践中的模态参数估计 181

B.4.0 引言 181

B.4.1 模态参数估计 181

B.4.1.0 引言 181

B.4.1.1 方法选择 181

B.4.1.2 测量选择 183

B.4.1.3 频带选择和/或时段选择 183

B.4.1.4 极点数 184

B.4.1.5 极点估计 187

B.4.1.6 模态向量估计 189

B.4.2.1 频响函数综合 190

B.4.2.0 引言 190

B.4.1.7 小结 190

B.4.2 模态模型验证 190

B.4.2.2 模态置信准则 191

B.4.2.3 模态参预 193

B.4.2.4 模态复杂性 模数相位共线性 194

B.4.2.5 小结 195

B.4.3 结论 195

附录 197

AA.2.1 几个时间函数和频率函数的应用 197

AA.2.1.1 自功率谱与自相关函数 197

AA.2.1.2 互功率谱与互相关函数 203

AA.2.1.3 倒谱分析 205

AA.3.1 最小二乘复指数法举例 207

AA.2.1.4 结论 207

AA.6.1 模型修正：模型匹配、相关技术和模型矫正 208

AA.6.1.0 引言 208

AA.6.1.1 模型匹配 211

AA.6.1.2 相关技术 212

AA.6.1.3 修正参数的选择 217

AA.6.1.4 矫正方法 219

BB.1 LMS CADA-X试验模态分析系统 222

BB.2 KISTLER振动测量设备简介 234

BB.3 东华测试技术开发公司产品简介 238

参考文献 241

符号与说明 250