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第1章 绪论 1

1.1振动、冲击环境与试验的目的 1

1.2振动、冲击环境与试验的内容 1

1.3发展与展望 4

第2章 振动环境描述 5

2.1概述 5

2.2周期振动 6

2.2.1正弦振动 6

2.2.2复杂周期振动 7

2.3非周期振动 10

2.3.1准周期振动 10

2.3.2瞬态振动 11

2.4随机振动的基本特性 12

2.4.1平稳的随机振动 13

2.4.2随机振动基本统计特性描述 14

2.5自相关函数和互相关函数 17

2.5.1相关的概念 17

2.5.2自相关函数 18

2.5.3互相关函数 20

2.6自功率谱密度与互功率谱密度 22

2.6.1自功率谱密度的定义与性质 22

2.6.2自功率谱密度与自相关函数的关系 23

2.6.3互功率谱密度 25

2.6.4相干函数 27

2.7自功率谱密度的统计误差及概率分布 27

2.7.1自功率谱密度的统计误差 27

2.7.2自功率谱密度的概率分布 29

习题 33

第3章 振动系统响应 34

3.1振动系统分类及描述 34

3.1.1振动系统分类 34

3.1.2振动形式分类 35

3.1.3研究方法 36

3.2单自由度线性系统振动 37

3.2.1单自由度系统振动方程 37

3.2.2单自由度无阻尼系统的自由振动 37

3.2.3单自由度有阻尼系统的自由振动 39

3.2.4单自由度系统定常强迫振动 43

3.2.5单自由度系统频率响应函数 45

3.3集中参数系统的振动 46

3.3.1二自由度系统微分方程 47

3.3.2实模态分析 48

3.3.3固有振型的正交性、展开定理 50

3.3.4自由振动分析 51

3.3.5受迫振动分析 52

习题 53

第4章 振动环境数据采集与分析 54

4.1概述 54

4.2振动传感器 55

4.2.1惯性式传感器接收原理 55

4.2.2压电式加速度传感器 59

4.2.3压阻式加速度传感器 60

4.2.4伺服式加速度传感器 62

4.2.5相对式传感器 63

4.3传感器的选择和使用 64

4.3.1传感器的主要性能参数 64

4.3.2传感器的安装 65

4.4放大器 66

4.4.1电压放大器 66

4.4.2电荷放大器 69

4.5滤波器 70

4.5.1低通滤波器 70

4.5.2高通滤波器 71

4.5.3带通滤波器和带阻滤波器 71

4.6离散与量化 72

4.7测量规划 73

4.8数据预处理 75

4.8.1不合理点辨识及剔除 75

4.8.2虚假趋势辨识及处理 76

4.8.3信号削波辨识及处理 78

4.8.4过大噪声辨识及处理 78

4.8.5信号丢失辨识及处理 78

4.9数据分离和检验 79

4.9.1周期性检验与分离 79

4.9.2平稳性检验 81

4.9.3正态性检验 83

4.10数字分析基础 84

4.10.1采样和频率混叠 84

4.10.2有限长度的影响 86

4.11随机振动统计量的数字分析 89

4.11.1均值、方差和均方值分析 89

4.11.2概率密度函数分析 89

4.11.3自相关函数分析 90

4.11.4离散傅里叶变换 90

4.11.5自功率谱密度分析 91

习题 92

第5章 振动破坏与试验条件 93

5.1概述 93

5.2峰值破坏 94

5.2.1穿越分析 94

5.2.2窄带响应的峰值概率密度 95

5.2.3峰值破坏模型 98

5.2.4随机振动与正弦振动的峰值等效关系 99

5.3疲劳破坏 100

5.3.1敏纳线性累积损伤模型 100

5.3.2应力与寿命的关系 101

5.3.3振动疲劳破坏 102

5.3.4正弦振动与随机振动的疲劳等效关系 102

5.4功能试验条件编制 104

5.4.1作图包线法 104

5.4.2区间估计包线法 105

5.4.3正态单边容差上限法 106

5.5耐久试验条件 109

5.5.1状态包线法 110

5.5.2状态区域数据归纳法 110

5.6振动环境预估 111

5.6.1经验回归公式法 112

5.6.2相似型号外推法 115

5.6.3有限元法 116

5.6.4统计能量法 116

习题 117

第6章 振动环境试验 118

6.1概述 118

6.2振动环境模拟 118

6.3正弦振动试验 121

6.3.1定频试验 121

6.3.2扫频试验 122

6.4随机振动试验 125

6.4.1随机振动均方根值计算 125

6.4.2随机振动控制 127

6.5试验设备 129

6.5.1电动振动台 130

6.5.2功率放大器 133

6.5.3夹具 135

6.6振动环境试验实施 137

习题 139

第7章 模态试验分析 141

7.1概述 141

7.2模态测试技术 142

7.2.1测试系统的组成 142

7.2.2试件安装方法 144

7.2.3激励方式 145

7.2.4激励点与测试点的选择 150

7.2.5测试精度的保证 153

7.3模态参数识别技术 154

7.3.1分量分析法 156

7.3.2导纳圆辨识法 158

习题 162

第8章 振动环境适应性设计 163

8.1振动的危害及有关标准 163

8.1.1振动对人员舒适性与健康的危害及相关标准 163

8.1.2振动对仪器设备的危害及相关标准 164

8.1.3振动对结构的振动强度与振动耐久性的危害及相关标准 165

8.1.4振动对设备及结构系统的可靠性的危害及相关标准 165

8.2振动控制技术的主要类型 165

8.2.1隔振与减振 165

8.2.2阻尼材料附加减振和阻尼结构 170

8.2.3动力吸振 172

8.2.4结构动力学设计和主动振动控制技术 176

8.3航空、军工产品对减振的特殊要求 178

8.3.1引言 178

8.3.2航空产品对减振器的特殊要求 178

8.3.3航炮的振动分析 179

习题 180

第9章 冲击响应谱与冲击试验 181

9.1冲击环境 181

9.1.1半正弦冲击波形 182

9.1.2后峰锯齿冲击波形 183

9.2冲击环境测量 184

9.3经典冲击波形试验 187

9.4冲击响应谱 190

9.4.1冲击失效机理 190

9.4.2冲击响应谱 191

9.4.3冲击响应谱与傅里叶谱的关系 194

9.4.4冲击响应谱的数字计算法 194

9.5冲击响应谱应用与试验 196

9.5.1冲击波形的等效 196

9.5.2冲击响应谱匹配 198

习题 199

参考文献 201