第一章 振动测试概论 1
1-1 振动测试的一般意义 1
1-2 振动系统的力学模型和振动参数 2
一、单自由度系统 2
二、两自由度系统 5
1-3 简谐振动的表示方法 7
一、简谐振动的矢量表示法 7
二、简谐振动的复数表示法 8
三、简谐振动时间波形的参量 8
四、位移、速度和加速度之间的相位关系 9
1-4 周期振动的峰值，有效值和平均值 10
一、峰值 10
二、有效值 11
三、平均绝对值 12
四、峰值、有效值和平均值之间的关系 12
1-5 周期振动的频谱表示法 13
1-6 关于振动测量的若干术语 15
一、振动试验系统 15
二、拾振器 15
三、相对拾振和绝对拾振 15
四、拾振器的跟随条件 16
1-7 振动测量仪器的主要性能指标 17
一、灵敏度 17
二、分辨率 18
三、线性度和线性度范围 18
四、频率范围 19
五、工作范围 19
1-8 对数标尺与分贝(dB)表示法 20
一、对数标尺 20
二、分贝(dB) 22
第二章 振动信号传感器 26
2-1 惯性式传感器的力学原理 26
2-2 位移计型惯性式拾振器的构成特点 29
一、构成位移计的条件 29
二、相对阻尼系数？对拾振器性能的影响 30
2-3 动圈型磁电式速度拾振器 31
2-4 加速度计的构成特点 34
一、构成加速度计的条件 34
二、相对阻尼系数对加速度计性能的影响 35
2-5 压电式加速度计及其应用问题 37
一、结构与工作原理 37
二、灵敏度与频响特性 39
三、横向灵敏度与方向特性 41
四、压电式加速度计的质量影响与动态范围 42
五、瞬态响应问题 43
六、放大器的选择 44
七、压电式加速度计使用中的其它注意事项 47
2-6 伺服式加速度传感器 49
2-7 关于周期信号测量中波形畸变的讨论 54
一、产生畸变的原因 54
二、限制位移计式(包括加速度计)传感器测量信号畸变的条件 55
三、限制加速度计信号畸变的条件 56
2-8 振动传感器的标定 58
一、比较标定法 59
二、绝对标定法 61
2-9 电涡流传感器 65
一、基本原理 65
二、电涡流传感器的使用 69
三、电涡流传感器的标定 70
2-10 其它常用传感器和测量方法 71
一、振动幅尺 71
二、闪光测频法 72
三、力传感器 72
四、阻抗头 74
第三章 激振设备及激振方法 75
3-1 电动力式振动台 75
一、电动力式振动台的原理 75
二、电动力式振动台的监控系统 76
三、电动力式振动台的工作特性 78
3-2 液压振动台 82
3-3 机械式振动台 84
一、直接驱动式机械振动台 84
二、离心式机械振动台 85
三、冲击振动台 87
3-4 电动力式激振器及其应用 89
一、电动力式激振器的结构原理 89
二、电动力式激振器的安装方式 91
3-5 机械式激振器 93
3-6 其它激振方法 94
一、磁动式激振器 94
二、压电晶体片激振 95
三、声波激振 96
四、力锤及应用 96
3-7 振动控制系统 97
一、正弦扫描振动控制系统-反馈压缩技术 99
二、数字振动控制系统 101
三，HP5427A数字振动控制系统简介 111
第四章 常用的电子设备 114
4-1 交流电压表 114
4-2 数字式闪光测速仪 119
4-3 相位计 122
4-4 电荷放大器 124
一、电荷放大器的原理 124
二、电荷放大器的使用 126
4-5 频率分析仪 128
一、并联滤波器频率分析仪 129
二、外差式频率分析仪 130
4-6 光线示波器 133
一、光线示波器的结构原理 133
二、振动子 134
三、光线示波器的使用 138
4-7 磁带记录仪 139
一、磁带记录仪的结构 139
二、磁带记录仪的工作原理 141
三、磁带记录仪的记录方式 143
四、磁带记录仪的使用 145
第五章 机械振动的运动量和动特性参数的常用测量方法 147
5-1 概述 147
5-2 简谐振动频率的测量 149
一、里沙茹图形法 149
二、电子计数器测频法 151
5-3 两同频简谐振动相位差的测量 153
一、示波器测示法 153
二、相位计的应用 158
5-4 振动系统固有频率的测量 160
一、固有频率和共振频率的概念 160
二、速度共振的相位判别法 164
三、若干其它测频方法 166
5-5 衰减系数及相对阻尼系数的测量 171
一、自由振动衰减法 172
二、半功率点法 175
三、共振法 177
5-6 质量或刚度的测量 179
5-7 周期振动总振级的测量 181
5-8 周期振动的频谱分析 183
一、模拟滤波器原理 183
二、实时频率分析仪 186
三、跟踪滤波器和扫频频谱分析仪 187
第六章 随机振动的基本概念和测量分析 190
6-1 随机振动的统计特性 193
一、数字特征 193
二、概率分布函数和概率密度函数 195
三、高斯分布和瑞莱分布 196
6-2 相关分析 200
一、定义及其物理意义 200
二、自相关函数 201
三、互相关函数 204
6-3 傅氏变换(FT) 206
一、傅氏级数、傅氏积分和傅氏变换 206
二、若干典型函数的傅氏变换 212
6-4 功率谱密度分析 217
一、功率谱与功率谱密度 217
二、功率谱密度函数与自相关函数 220
三、互功率谱密度函数 223
6-5 离散傅氏变换、快速傅氏变换和功率谱估计 225
一、周期函数的离散傅氏分析 225
二、非周期函数的离散傅氏变换 230
三、离散傅氏变换的频混和泄漏问题 231
四、快速傅氏变换(FFT) 235
五、运用离散傅氏变换来进行功率谱密度估计 237
6-6 选带傅氏分析(ZOOM-FFT) 240
6-7 线性系统的输入与输出的关系 243
一、系统动特性的时域和频域描述 244
二、传递函数 245
三、响应的均方值与频响函数及输入功率谱密度的关系 246
第七章 机械阻抗法及模态分析 251
7-1 振动系统的机械阻抗和导纳的基本概念 253
一、定义 253
二、集中参数元件的阻抗 256
三、机械阻抗网络图 258
四、机械阻抗的并联和串联 259
7-2 单自由度系统的机械阻抗和导纳 261
一、无阻尼系统 261
二、有阻尼系统 264
三、具有结构阻尼的情况 268
四、机械阻抗的测量 270
7-3 单自由度约束系统导纳曲线及参数识别 272
一、幅频曲线和相频曲线 273
二、实频曲线和虚频曲线 274
三、单自由度有阻尼的约束系统的导纳的矢端轨迹图 277
7-4 有阻尼的单自由度约束系统的五种类型的导纳曲线的比较 282
7-5 多自由度系统模态分析的理论根据 286
7-6 频域传递函数(频响函数，FRF) 292
一、传递函数和传递函数矩阵的定义 292
二、传递函数的图像 293
三、高频段模态及低频段模态对测量频段传递函数的影响 297
四、传递函数的留数表示法 299
五、复模态问题 305
7-7 模态试验与传递函数的估计 306
一、关于试件的支承条件的考虑 307
二、测点与测量方向的安排 308
三、试验频段的选择 308
四、激励方法的选择 309
五、关于测试信号的记录和采样问题 312
六、传递函数的估计 313
7-8 模态参数识别 318
一、各模态分离识别法(实模态情况) 318
二、复模态传递函数的导纳圆拟合法 324
三、模态振型的标准化 326
四、多个模态同时识别法 328
7-9 应变模态分析及参数识别 332
一、基本公式的推导 332
二、应变传递函数矩阵及其测量方法 337
三、模态参数识别 338
第八章 振动和冲击控制的基本概念和方法 342
8-1 振源的隔离(主动隔振) 342
一、传递率T 342
二、隔振元件的参数选择 345
8-2 被动隔振(设备隔振) 347
8-3 振动隔离的设计步骤 349
8-4 动力消振器 349
一、动力消振器原理 350
二、无阻尼动力消振器 352
三、阻尼动力消振器 354
四、动力消振器的使用 354
8-5 阻尼处理 355
一、交界面阻尼法 356
二、喷涂阻尼层法 356
三、采用夹芯结构 357
8-6 冲击隔离 361
一、冲击振动的基本概念 361
二、冲击隔离 365
三、阻尼对冲击隔离的影响 368
第九章 机械故障信号的测量分析 370
9-1 故障信号测量中通常应考虑的问题 370
一、关于测点、测量信号类型以及传感器的选择 370
二、关于测量仪器的频率范围、动态范围以及测量参量的选取 372
三、信号数据的图形表示 373
9-2 信号调制现象及边频分析 375
一、调幅现象 375
二、调频现象 375
三、频率和差形成的边频 378
9-3 倒频谱分析 379
一、关于倒频谱的各种定义 379
二、倒谱变换的特点 380
9-4 旋转机械的故障信号分析 383
一、旋转机械的故障特征 383
二、故障信号的识别 386
9-5 齿轮箱故障信号分析 389
一、齿轮箱振动信号的分解 389
二、故障信号分析 389
主要参考文献 393