第1章 振动频谱分析 1
1.1 傅里叶级数 1
1.2 傅里叶积分（傅里叶定理） 2
1.2.1 在区间（-l,l）内展开 2
1.2.2 在区间（0,∞）内展开 3
1.2.3 物理意义 3
1.2.4 积分方程 3
1.3 傅里叶积分的复数形式 4
1.4 傅氏变换的特性 6
1.4.1 叠加特性 6
1.4.2 函数曲线下的面积 6
1.4.3 时延和频移特性 6
1.4.4 微商特性 7
1.4.5 时间比例特性 7
1.4.6 相乘特性和褶积特性 7
1.4.7 能量特性 7
1.4.8 尺度展缩特性 8
参考文献 9
第2章 概率与统计 10
2.1 随机事件与概率 10
2.2 概率的古典定义 10
2.3 概率加法定理 11
2.4 概率乘法定理 12
2.5 一维概率分布函数和一维概率密度函数 12
2.5.1 一维概率分布函数 13
2.5.2 一维概率密度函数 13
2.6 子样值和参数估计 14
2.7 常用的概率分布 15
2.7.1 正态分布（Gauss） 15
2.7.2 X2分布 16
2.7.3 学生氏t分布 17
2.7.4 非中心t分布 18
2.7.5 F分布 20
2.7.6 二项分布 21
2.7.7 泊松分布 21
2.7.8 瑞利分布（Rayleigh） 21
2.8 抽样分布、置信区间和假设检验 22
2.8.1 抽样分布 22
2.8.2 置信区间 24
2.8.3 假设检验 26
参考文献 30
第3章 随机振动 31
3.1 振动分类和描述 31
3.2 随机振动的平稳性和各态历经 31
3.3 随机振动的幅域特性 33
3.4 随机振动的时差域特性 36
3.5 随机振动的频域特性 39
3.5.1 自相关函数傅氏变换表示的自功率谱密度 39
3.5.2 滤波法表示的自功率谱密度 40
3.5.3 直接傅氏变换表示的自功率谱密度 40
参考文献 42
第4章 正弦振动与随机振动的等效 43
4.1 研究背景和必要性 43
4.2 振动造成的破坏 43
4.2.1 造成振动破坏的因素 43
4.2.2 电子元器件失效机理 44
4.2.3 累积损伤原理 44
4.2.4 等效疲劳加速振动试验 45
4.3 峰值等效 45
4.3.1 峰值等效公式 45
4.3.2 对峰值等效的认识 46
4.4 累积损伤等效 46
4.4.1 正弦扫描激励产生的损伤 46
4.4.2 随机白噪声激励产生的损伤 47
4.4.3 正弦扫描激励与随机激励累积损伤等效 47
4.5 正弦振动与随机振动的能量等效 48
4.5.1 试件输入能计算 48
4.5.2 试件响应能计算 50
4.6 试件主要性能参数的等效 52
4.7 小结 53
参考文献 53
第5章 飞行器振动环境分析预示方法 54
5.1 概述 54
5.2 飞行器的动载荷 55
5.2.1 对附体紊流附面层脉动压力 55
5.2.2 转捩点处脉动压力 56
5.2.3 底部脉动压力 56
5.3 低频振动环境分析预示方法（FEA） 57
5.4 模态参数的测定 59
5.4.1 振动方程的频域表达式 59
5.4.2 振型分解法 60
5.4.3 模态参数与机械阻抗的关系 61
5.5 复合材料模量和黏性系数的识别 64
5.5.1 概述 64
5.5.2 复合材料的模量识别 65
5.5.3 复合材料黏性系数识别 66
5.6 舱段间连接刚度的识别 70
5.6.1 连接刚度的概念 70
5.6.2 连接刚度的识别 71
5.7 高频振动环境分析预示方法（SEA） 72
5.7.1 概述 72
5.7.2 统计能量分析原理 73
5.7.3 典型子系统SEA参数计算公式 75
5.7.4 响应谱的置信限分析 84
参考文献 87
第6章 随机振动数据的测量和处理 88
6.1 振动数据的测量 88
6.1.1 振动数据的取得 88
6.1.2 缓变信号的辨别 88
6.1.3 测量系统的设计依据 88
6.2 随机振动数据处理 89
6.2.1 随机振动数据的处理 89
6.2.2 采样定理 90
6.2.3 谱窗和泄漏 92
6.3 直接傅氏变换运算的PSD估计的方差 95
6.3.1 误差的分类 95
6.3.2 谱密度估计的标准误差（随机误差） 97
6.3.3 谱密度估计的偏度误差（系统误差） 98
参考文献 99
第7章 振动环境的特点、设计及试验 100
7.1 概述 100
7.2 飞行器振动环境特点 100
7.2.1 飞行测量数据的作用 100
7.2.2 振动数据测量结果具有较大离散性 100
7.2.3 “理想的振动条件” 101
7.2.4 根据不同研制阶段特点开展振动环境设计工作并逐步完善 101
7.2.5 最高预示环境和设计环境 102
7.3 振动环境和试验条件设计的一般步骤 102
7.3.1 概述 102
7.3.2 振源分析 103
7.3.3 确定最高预示环境和设计环境 104
7.3.4 确定地面振动试验类型 107
7.3.5 制订振动试验条件 109
7.3.6 信息反馈和重点研究 112
7.3.7 获得飞行遥测数据后对环境条件进行验证和修订 112
参考文献 113
第8章 系统级振动试验和响应控制 114
8.1 概述 114
8.2 系统级试验的必要性 114
8.3 系统级振动试验条件 114
8.4 加速度振动条件存在的问题 115
8.5 响应控制值的确定 117
8.5.1 确定响应控制值的方法 117
8.5.2 响应控制正弦扫描试验的实现 117
8.6 实例——舱体振动试验中奇特的峰谷现象及解决办法 118
8.7 系统级大型地面试验的目的和要求 118
8.7.1 试验目的 118
8.7.2 系统级大型地面试验举例 119
8.7.3 对系统级地面试验的要求 120
8.8 磁带随机振动试验技术 121
8.9 分解试验原理 122
参考文献 123
第9章 研制、鉴定、验收、高效应力筛选、可靠性试验及其相互关系 124
9.1 概述 124
9.2 研制试验（Developmemt Test） 124
9.3 鉴定试验（Qualification Test） 124
9.4 验收试验（Acceptance Test） 125
9.5 高效应力筛选试验（Environmental Stress Screening,ESS） 125
9.5.1 历史情况 125
9.5.2 背景 125
9.5.3 ESS的基本思想、目的、性质 125
9.5.4 ESS的方法 126
9.5.5 ESS试验的特点 127
9.6 验收试验与ESS试验的关系 128
9.6.1 问题的由来 128
9.6.2 统一的条件和做法 128
9.7 新的验收试验与鉴定试验的关系 128
9.8 可靠性试验（Reliability Test） 129
9.9 环境试验与可靠性试验的比较 129
9.10 环境试验与可靠性试验的关系 130
参考文献 131
第10章 系统级综合环境可靠性试验 132
10.1 原因及现状 132
10.2 原理 133
10.3 试验剖面的确定 133
10.3.1 综合环境剖面的设计 133
10.3.2 可靠性评定方案 133
10.3.3 试验剖面的得出 135
参考文献 136
第11章 运输振动 137
11.1 汽车运输试验方法 137
11.2 汽车运输实验室内模拟等价条件 137
11.2.1 幅值域等价条件 138
11.2.2 时域等价条件 138
11.2.3 频域等价条件 138
11.3 整车数控运输试验装置 140
11.4 苏联СИТ运输模拟台简介 140
参考文献 141
第12章 振动控制和缓冲设计 142
12.1 概述 142
12.2 振动控制特点和设计要求 142
12.3 减振原理和设计 143
12.3.1 减振系统频率计算 143
12.3.2 单自由度减振系统减振 147
12.4 大阻尼减振原理及设计 153
12.4.1 橡胶减振器与软质聚氨酯泡沫塑料组成的大阻尼减振系统 153
12.4.2 橡胶减振器与阻尼器构成的大阻尼系统 153
12.4.3 阻尼垫 153
12.5 结构阻尼减振设计 154
12.5.1 自由阻尼层 154
12.5.2 约束阻尼层 154
12.6 黏弹阻尼减振设计 155
12.7 典型仪器减振设计分析 156
12.8 大质量支架的减振设计 158
12.8.1 原始依据和要求 158
12.8.2 初步设计方案 158
12.8.3 轴向减振效率的计算 158
12.8.4 横向自振频率的计算 159
12.9 缓冲设计 160
12.9.1 原理 160
12.9.2 运动方程 160
12.9.3 矩形脉冲作用下的响应 161
12.9.4 正弦脉冲作用下的响应 164
12.10 随机振动的隔离 165
12.11 缓冲设计的改进 166
参考文献 168
第13章 冲击环境设计及试验 169
13.1 冲击响应谱 169
13.2 冲击响应谱的递归数字滤波计算 170
13.2.1 冲击响应谱的求法 170
13.2.2 递归数字滤波原理 171
13.2.3 递归数字滤波器的频响函数 172
13.2.4 递归滤波系数ai和bl的求法 173
13.2.5 递归数字滤波的应用 173
13.2.6 混淆和误差 176
13.3 几种规则脉冲的冲击谱 178
13.3.1 矩形脉冲主谱 178
13.3.2 后峰锯齿波主谱 179
13.3.3 半正弦脉冲主谱 180
13.4 冲击质量效应 181
13.4.1 问题的提出及解决 181
13.4.2 理论分析 182
13.4.3 试验结果 183
13.5 冲击环境和试验条件设计 183
13.5.1 冲击环境设计 184
13.5.2 冲击试验的基本类型 185
13.5.3 半正弦脉冲法的冲击试验条件 185
13.5.4 冲击谱的一致性检验 186
13.6 快速正弦扫描法在冲击试验中的应用 189
13.6.1 必要性 189
13.6.2 快速正弦扫描法的基本原理 189
13.6.3 扫描参数的选择 190
13.6.4 应用实例 192
13.7 子波组合法在冲击试验中的应用 192
13.7.1 子波组合法的冲击谱 192
13.7.2 参数调试和确定 193
13.7.3 试验步骤 194
13.8 过载开关在冲击作用下的接通试验及理论分析 194
13.8.1 问题的提出 194
13.8.2 试验方案和试验结果 194
13.8.3 开关接通时间的计算 195
13.9 利用遥测冲击信号分析飞行器飞行中产生故障的原因 198
13.9.1 问题及分析 198
13.9.2 对冲击信号的分析 199
13.9.3 结论 200
参考文献 200
第14章 噪声环境 201
14.1 概述 201
14.2 发动机噪声 201
14.3 气动噪声 203
14.4 外压脉冲 203
14.5 舱体内腔噪声的近似估算 203
参考文献 203
第15章 高速撞击和强脉冲载荷下的结构响应 204
15.1 概念 204
15.1.1 高速撞击的应用及其特点 204
15.1.2 强脉冲载荷下的结构响应 206
15.2 一维应变率无关理论的纵向应力波 206
15.2.1 两种坐标 206
15.2.2 应变率无关条件下的物质坐标描述的控制方程 206
15.2.3 特征线上相容关系 207
15.3 高速撞击的研究内容 210
15.3.1 撞击过程的数值分析 210
15.3.2 弹道试验 210
15.3.3 材料动态力学性能测试 211
15.4 数值分析示例 211
15.4.1 基本方程 211
15.4.2 材料本构关系 212
15.4.3 材料参数的确定 213
15.4.4 计算模型及结果 213
15.5 弹道试验 222
15.6 材料动态力学性能测定方法（SHPB技术） 222
15.6.1 试验装置和测试系统 222
15.6.2 试验方法 223
15.7 舱体的高速撞水载荷 224
15.7.1 概述 224
15.7.2 锥形舱体高速撞水时的载荷 224
15.7.3 回收舱的入水参数 226
15.8 强脉冲载荷作用下截锥壳的结构响应 229
15.8.1 目的和方法 229
15.8.2 模型的建立及计算 229
15.8.3 化爆加载试验 230
15.8.4 结果比较 231
参考文献 231
第16章 火箭弹的振动和发射随机动力学 233
16.1 概述 233
16.2 火箭弹的振动 233
16.2.1 火箭弹横向振动频率和振型计算 233
16.2.2 火箭弹的模态试验 237
16.2.3 火箭弹和尾翼的颤振和发散 237
16.3 火箭弹的发射随机动力学 237
16.3.1 理论分析方法 237
16.3.2 火箭弹射击时冲击力特性 241
16.3.3 发射装置随机振动对火箭弹的起始扰动 244
16.3.4 工程分析方法 245
16.3.5 最小二乘法拟合分析 246
参考文献 247
附录 248
附表A 标准正态密度函数坐标 248
附表B 标准正态密度函数曲线下的面积 249
附表C 卡埃平方分布表 250
附表D 学生氏t分布表 251
附表E 非中心t分布表 252
附表F F分布表（a） 266
附表G F分布表（b） 269
附表H F分布表（c） 272
附表I 轮次分布表 275