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目录 1

第一章 振动理论基础 1

1.1 引言 1

1.2 单自由度系统振动 1

1.2.1 单自由度系统自由振动 3

1.2.2 单自由度系统强迫振动——对简谐力输入的响应 8

1.2.3 单自由度系统强迫振动——对简谐位移输入的响应 17

1.2.4 单自由度系统对一般周期输入力的响应 20

1.2.5 单自由度系统对一般激振力输入的响应 21

1.3 连续参数系统振动 25

1.3.1 一维连续参数系统自由振动 26

1.3.2 一维连续参数系统强迫振动 32

1.4 离散参数系统振动 33

1.4.1 无阻尼二自由度系统自由振动 34

1.4.2 多自由度系统自由振动 38

1.4.3 固有振型的正交性及展开定理 40

1.4.4 动力响应的振型叠加法 41

1.4.5 动力响应的振型截断法 45

1.4.6 动力响应的直接积分法 51

1.4.7 一般粘性阻尼系统振动及复模态 53

1.5 随机振动基础 58

1.5.1 随机振动运动的统计规律性及其数学描述 58

1.5.2 几种常用的过程 86

1.5.3 常系数线性系统对随机输入的向应 88

第二章 振动环境预估 98

2.1 引言 98

2.3.1 工作流程 99

2.2.2 振动环境预估的准确性具有逐次逼近，螺旋式上升的特点 99

2.3 在型号设计中振动环境预估的工作 99

2.2.1 振动环境预估工作不是单纯某一项具体工作，而是一个工作流程 99

2.2 振动环境预估工作的特点 99

2.3.2 在各个阶段中的振动环境预估工作 100

2.3.3 对以动载为主的结构，需完成从静力设计到动力设计的过渡 112

2.4 振动环境预估的方法 114

2.4.1 计算法预估振动环境 114

2.4.2 统计法预估振动环境 150

2.4.3 用经验公式预估振动环境 181

2.5 改进振动环境的措施 190

第三章 振动环境数据采集技术 194

3.1 引言 194

3.2 振动传感器类型 195

3.2.1 应变式加速度计 196

3.2.2 磁电式速度传感器 199

3.2.4 力－加速度传感器 201

3.2.3 电容式传感器 201

3.2.5 压电式加速度计 202

3.3 加速度计主要特性 204

3.3.1 灵敏度 204

3.3.2 频率响应 206

3.3.3 动态范围 207

3.3.4 横向灵敏度 207

3.3.5 安装共振频率 208

3.3.6 非振动环境特性 208

3.4 绝对式振动传感器 210

3.4.1 力学原理 210

3.4.2 位移式传感器 213

3.4.3 速度式传感器 215

3.4.4 加速度计 216

3.5 前置放大器 221

3.5.1 电压前置放大器 221

3.5.2 电荷前置放大器 224

3.6 磁带记录器 226

3.6.1 模拟式磁带记录器 227

3.6.2 数字式磁带记录器 230

3.6.3 磁带记录器的使用 231

3.6.4 测试系统的要求 232

3.7 遥测系统 233

3.7.1 遥测系统的组成 233

3.7.2 多路传输系统 235

3.7.3 滤波器 238

3.7.4 模－数变换 241

3.7.5 典型遥测系统举例 242

3.8 加速度计校准 243

3.8.1 灵敏度校准 243

3.8.2 灵敏度调整 245

3.8.3 频率响应校准 247

3.8.4 相位特性校准 249

3.9 振动测量点的布置 250

3.9.1 布置原则 250

3.9.2 在结构和设备上测量点的布置 250

3.9.3 在乘员所在部位上测量点的布置 251

3.10 振动测量安装技术 251

3.10.1 压电加速度计的安装 251

3.10.2 减小噪声的措施 255

3.10.3 几个注意问题 257

3.11 振动测量条件 258

3.11.1 试验状态的选择 258

3.11.2 试验状态选择举例 260

3.11.3 测量实施 260

4.1 引言 262

第四章 振动数据分析 262

4.2 振动数据处理设备 263

4.2.1 模拟式分析仪 264

4.2.2 数字式分析仪 266

4.2.3 模拟数字混合式－时间压缩分析仪 268

4.3 数据检验 268

4.3.1 平稳性检验 269

4.3.2 各态历经检验 272

4.3.3 周期性检验 272

4.3.4 正态性检验 276

4.4 数据预处理 278

4.4.1 不合理点的剔除 278

4.4.2 消除趋势项 279

4.5 模拟数据分析 281

4.5.1 模拟数据分析的数学原理 281

4.5.2 随机数据分析中的误差 284

4.5.3 模拟分析参数的选择 288

4.6 数字分析基础 296

4.6.1 采样和频率混叠 297

4.6.2 量化和量化误差 299

4.6.3 有限傅里叶变换和数学谱窗 301

4.6.4 快速傅里叶变换（FFT）和细化FFT 302

4.7 数字振动分析方法 313

4.7.1 幅值概率密度函数 313

4.7.2 联合幅值概率密度函数 315

4.7.3 自相关函数 316

4.7.4 互相关函数 319

4.7.5 自谱密度函数 321

4.7.6 互谱密度函数 332

4.7.7 相干函数 335

4.7.8 频率响应函数 337

4.7.9 倒频谱与复倒频谱 338

4.8 瞬态数据分析方法 342

4.8.1 瞬态数据的描述方法 342

4.8.2 冲击响应谱的定义和分类 343

4.8.3 冲击响应谱与傅氏谱的关系 344

4.8.4 计算冲击响应谱的数学原理 345

4.8.5 冲击响应谱分析中的参数选择 345

第五章 振动环境试验标准 348

5.1 引言 348

5.2 振动环境 349

5.2.1 振动环境的地位 349

5.2.2 振动环境对设备的作用 349

5.3 振动标准的分类 353

5.3.1 按标准的性质分类 353

5.3.2 按标准的功能分类 354

5.3.3 按标准的使用对象分类 355

5.4 振动标准的内容 356

5.4.1 适用范围 356

5.4.2 试验目的 357

5.4.3 试验仪器设备 357

5.4.4 试验容差 358

5.4.5 通用试验技术 358

5.4.6 试验条件 359

5.4.7 试验方法 360

5.4.8 试验步骤 361

5.5 振动环境试验标准的制订 362

5.5.1 振动环境数据的获得 363

5.5.2 振动环境数据的分析处理 364

5.5.3 数据转换 364

5.5.4 数据归纳 367

5.5.5 试验谱形的确定 379

5.5.6 振动标准中试验条件的确定 381

5.6 振动标准的过去、现在和将来 383

5.6.1 振动标准的发展 384

5.6.2 现行振动标准分析和比较 386

5.6.3 振动标准的发展方向 391

第六章 振动环境试验技术 394

6.1 引言 394

6.2 振动破坏模型分析 395

6.2.1 振动疲劳破坏 395

6.2.2 一次通过破坏 398

6.2.3 振动峰值破坏 399

6.2.4 小结 402

6.3 振动环境试验的准备 403

6.3.1 振动试验夹具 403

6.3.2 振动激励的模拟 406

6.3.3 振动试验的控制 409

6.4 振动环境试验设计方法 413

6.4.1 正弦定频及正弦扫频试验 413

6.4.2 宽带随机振动试验 421

6.4.3 窄带随机扫描振动试验 424

6.4.4 磁带随机振动试验 430

6.4.5 加速振动试验方法 432

6.4.6 正弦—随机振动的疲劳等效关系 436

6.5 振动试验设备 451

6.5.1 测量仪器 451

7.5 参数识别的结果在工程中的应用 451

6.5.2 控制装置 459

6.5.3 振动设备 463

第七章 振动参数识别技术 471

7.1 引言 471

7.1.1 系统识别和参数识别 471

7.1.2 描述离散振动系统的方法 474

7.1.3 振动系统参数识别的分类 481

7.2 振动参数识别的频域法 485

7.2.1 传递函数、频响函数与模态参数的关系 485

7.2.2 用试验获得频响函数的方法 491

7.2.3 模态参数识别的频域法 500

7.3 模态参数识别的时域法 523

7.3.1 ITD法 523

7.3.2 随机减量法 531

7.4 参数识别的试验技术 536

7.4.1 参数识别方法的选择 536

7.4.2 激振方法和选用 537

7.4.3 数据采集和处理系统 538

7.4.4 试4件的安装固定 539

7.4.5 传感器、仪器的校准 539

7.4.7 参数估计的有效性——试验结果的检验 540

7.4.6 试验步骤 540

7.5.1 在结构动态设计中的应用 543

7.5.2 在动力响应分析中的应用 545

7.5.3 在确定振动系统输入中的应用 545

7.5.4 在组合结构分析中的应用 545

7.5.5 在结构、机械疲劳寿命预估中的应用 546

7.5.6 在故障诊断中的应用 546

7.5.7 在飞行器颤振试验中的应用 546

7.5.8 在抑制振动和噪声水平中的应用 549

第八章 声振 552

8.1 引言 552

8.2 声学基础知识 552

8.2.1 振动与声波 552

8.2.2 声波的传播特性 553

8.2.3 噪声的物理量度 554

8.2.4 噪声测量技术 555

8.3 噪声源及其声学特性 557

8.3.1 机械性噪声 558

8.3.2 空气动力性噪声 559

8.3.3 音爆与炮击噪声 572

8.4 噪声的危害与控制 575

8.4.1 噪声源的声压级 575

8.4.2 噪声的危害 577

8.4.3 噪声控制 581

8.5 壁板在高声强噪声激励下的声振响应及疲劳寿命 583

8.5.1 振动响应特性 583

8.5.2 应力响应特性 588

8.5.3 声疲劳寿命的计算方法 592

8.5.4 壁板的声疲劳试验 606

8.6.1 噪声环境试验装置 621

8.6 噪声环境试验设备及试验方法 621

8.6.2 气源与声源 625

8.6.3 噪声试验、测量和分析设备 627

8.6.4 噪声环境试验标准及试验方法 628

8.6.5 加速噪声试验 634

第九章 振动对人体的影响 639

9.1 引言 639

9.2 人体的振动传递 641

9.3 人体振动的响应界限 644

9.3.1 表征人对振动响应的物理参数 644

9.3.2 评价人对振动响应的界限 645

9.3.3 人体振动响应界限的应用 651

9.4 人体振动的防护 655

9.4.1 降低振源的振动水平 655

9.4.2 防振弹性垫减振 656