模態試驗技術與實踐（簡體書）

模態試驗是解決結構共振問題的重要方法，是結構動力學設計過程中不可或缺的重要環節。
本書分10章分別介紹了模態理論基礎和模態試驗技術。第1章～第5章為理論基礎部分，詳述了振動系統的概念、組成和系統特性，包括單自由度系統、兩自由度系統和多自由度系統的動力學特性及計算模態分析方法，以及振動工程中常見的反共振現象和阻尼飽和現象的原理，並介紹了信號處理的相關內容。第6章～第10章為模態試驗技術部分，介紹了模態試驗涉及的數據類型、模態試驗中需要使用的儀器和設備，並重點闡述了模態試驗的具體流程、試驗中容易出現的錯誤以及正確的模態試驗操作方法，講解了模態試驗的分析方法等內容。
本書可供航空、航天、船舶、汽車、機械及家電等領域的工程技術人員使用，也可作為高等院校相關專業的教材。

介紹了模態試驗的理論基礎：不同自由度系統的動力學特徵和計算模態分析方法、反共振現象和阻尼飽和現象的原理、信號處理；闡述了模態試驗技術：模態試驗的具體流程、試驗中容易出現的錯誤以及正確的模態試驗方法

陳陽序
作者序
前言
第1章振動力學基礎1
11引言1
12振動的基本概念1
121簡諧振動1
122輸入與輸出2
123廣義坐標2
124自由度3
125分析方法3
13基本理論假設5
131線性系統5
132定常系統5
133確定系統6
14振動系統的組成6
141質量單元6
142彈性單元7
143黏性阻尼8
144結構阻尼9
15常用數學公式12
151歐拉公式12
152拉普拉斯變換12
153狄利克雷條件13
154傅裡葉變換13
155傅裡葉級數13
156dB計算方法14
157函數的卷積14
158零點和極點14
159帕塞瓦爾定理15
16本章小結15
第2章單自由度動力學系統17
21引言17
22單自由度系統的自由振動17
221系統動力學模型17
222無阻尼自由振動18
223有阻尼自由振動21
23系統受簡諧激勵的強迫振動24
231系統受簡諧激勵的過渡階段24
232系統受簡諧激勵的穩態響應26
233傳遞函數和頻響函數的關係28
24系統受其他激勵的強迫振動29
241系統受週期激勵的響應29
242系統受脈衝激勵的響應32
243系統受任意激勵的響應35
25有阻尼系統的隔振36
251黏性阻尼系統隔振36
252結構阻尼系統隔振37
26本章小結39
第3章兩自由度動力學系統41
31引言41
32系統模型41
321運動微分方程41
322物理坐標耦合42
323模態坐標變換43
33固有頻率特徵46
331固有頻率為零46
332固有頻率相等47
34減振與隔振48
341動力吸振器減振48
342隔振系統傳遞率50
343模態損耗因子52
35本章小結53
第4章多自由度動力學系統55
41引言55
42無阻尼系統的實模態分析55
421特徵值及特徵向量55
422特徵向量的正交性57
423頻響函數模態展式58
43黏性阻尼系統的複模態分析59
431特徵值及特徵向量59
432特徵向量的正交性61
433頻響函數模態展式63
44結構阻尼系統的複模態分析64
441特徵值及特徵向量64
442特徵向量的正交性65
443頻響函數模態展式65
45反共振現象66
451反共振現象的原理66
452原點反共振的意義68
453傳遞反共振的意義69
46阻尼飽和現象70
461系統特徵值對物理參數的
靈敏度71
462阻尼儲能剛度的作用74
463材料損耗因子的作用80
47本章小結82
第5章信號處理83
51引言83
52信號分類及預處理84
521模擬信號84
522數字信號84
53濾波器的基本概念86
531濾波器的意義86
532模擬濾波器87
533數字濾波器88
534濾波器參數89
54濾波器的基本性能91
541巴特沃斯濾波器的性能91
542切比雪夫濾波器的性能93
543貝塞爾濾波器的性能95
544濾波器對試驗的影響97
55原始時域信號採集98
551信號採樣98
552模數轉換100
553信號序列101
56數字信號時頻變換原理104
561基本假設104
562z變換106
563離散傅裡葉變換的定義108
564離散傅裡葉變換的性質110
57快速傅裡葉變換111
571時域抽取法111
572頻域抽取法114
573洩露與加窗115
58本章小結117
第6章模態試驗基礎118
61引言118
62模態試驗的基本概念119
621模態試驗的目的119
622試驗的邊界條件119
623模態試驗的分類120
63理論頻響函數的特性120
631共振頻率120
632幅頻特性123
633相頻特性125
634表示方法126
64頻響函數的作用127
641識別頻率127
642計算阻尼129
643獲取振型133
65模態試驗基礎數據133
651方均根值133
652相關函數134
653線性譜134
654功率譜135
655功率譜密度136
66試驗頻響函數的特性138
661計算方法138
662估計方式138
663相干函數140
664數據平均141
67本章小結142
第7章模態試驗設備144
71引言144
72激勵裝置144
721力錘144
722激振器146
723功率放大器149
73傳感器150
731傳感器的原理150
732傳感器的選擇153
733傳感器的參數157
734傳感器的標定158
735安裝與拆卸159
74傳感器線纜161
741噪聲的來源161
742抗干擾措施163
743線纜的佈置164
75數據采集儀165
751信號調理165
752A/D位數166
753採樣頻率166
754採集量程167
755精度參數167
76本章小結169
第8章錘擊法模態試驗170
81引言170
82測試方法基礎171
821測試的原理171
822互易性原理171
823激勵的方法172
83試驗準備工作174
831確定響應點174
832確定激勵點175
833結構的安裝175
834力錘的選擇178
835安裝傳感器180
836傳感器的線纜181
84測試參數設置182
841幾何建模182
842採集通道183
843觸發設置183
844採集參數184
845信號加窗184
846敲擊測試185
85本章小結186
第9章多入多出模態試驗188
91引言188
92試驗準備工作189
921模態試驗的安全189
922連接試驗設備191
923模態試驗的流程192
93安裝試驗裝置192
931確定響應點192
932確定激勵點194
933安裝被測結構195
934傳感器的安裝196
935激振器的安裝198
936安裝連接線纜200
94隨機信號激勵201
941純隨機信號201
942偽隨機信號202
943猝發隨機信號203
944試驗參數設置204
95正弦信號激勵206
951掃頻正弦信號206
952步進正弦信號207
953信號時頻變換207
954試驗參數設置208
96純模態試驗法209
961試驗基本原理209
962激勵參數設置210
963頻率調諧設置211
964影響調諧的因素212
965阻尼測試方法213
97本章小結214
第10章模態參數辨識216
101引言216
102模態參數辨識算法216
1021有理多項式辨識法216
1022構造頻響誤差函數218
1023模態數據結果驗證220
103本章小結222
參考文獻224