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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