模态分析与实验

第1章 绪论

1.1 振动概论

1.2 振动问题的分类

1.3 周期振动的谐波分析

1.4 非周期振动与积分变换

1.4.1 傅氏变换的定义

1.4.2 傅氏积分定理

1.5 δ函数及其应用

1.6 模态分析的定义和分类

习题和思考题

第2章 模态分析理论基础

2.1 简谐振动

2.1.1 简谐振动的基本概念

2.1.2 简谐振动的矢量表示法

2.1.3 简谐振动的复数表示法

2.2 单自由度系统振动

2.2.1 黏性阻尼系统

2.2.2 结构阻尼系统

2.3 多自由度系统实模态分析

2.3.1 无阻尼系统

2.3.2 黏性比例阻尼系统

2.3.3 结构比例阻尼系统

2.4 多自由度系统复模态分析

2.4.1 一般黏性阻尼系统

2.4.2 一般结构阻尼系统

2.5 拉普拉斯变换及应用

2.5.1 拉普拉斯变换基本理论

2.5.2 单自由度系统

2.5.3 多自由度系统

习题和思考题

第3章 时间历程的测量

3.1 引言

3.2 试验结构的支撑方式

3.3 激励方式、激励装置和激励信号

3.3.1 激励方式

3.3.2 激励装置

3.3.3 激励信号

3.4 测量系统

3.4.1 力传感器

3.4.2 运动传感器

3.4.3 传感器校准

3.4.4 电荷放大器

3.4.5 使用测量系统应注意的一些问题

3.4.6 测量系统与分析系统

3.5 激振器试验和冲击试验

3.5.1 试验设置

3.5.2 激励

3.5.3 响应点

3.5.4 激振器试验

3.5.5 冲击试验

习题和思考题

第4章 动态测试后处理

4.1 引言

4.2 从无限长连续信号到有限长离散信号的实现过程

4.3 采样、采样定理和混频现象

4.4 泄漏和窗函数

4.4.1 用于稳态信号的窗函数

4.4.2 用于瞬态信号的窗函数

4.5 离散傅里叶变换

4.5.1 由傅里叶变换推导离散傅里叶变换

4.5.2 由无限周期时间序列傅氏级数推导离散傅里叶变换

4.6 选带分析技术

4.7 噪声与平均技术

4.7.1 谱的线性平均

4.7.2 时间记录的线平均

4.7.3 指数平均

4.8 噪声对频响函数估算形式的影响

4.8.1 只有响应信号受到噪声污染（输出端噪声影响）

4.8.2 只有激励信号受到噪声污染（输入端噪声影响）

4.8.3 激励和响应信号都受到噪声污染（输入、输出端同时受噪声影响）

4.8.4 频响函数的无偏估计

4.9 动态测试后处理综述

习题和思考题

第5章 模态分析在工程中的应用

5.1 引言

5.2 模态分析在结构性能评价中的直接应用

5.2.1 绣花机模态分析

5.2.2 压缩机壳体模态试验分析

5.2.3 滚筒洗衣机工作模态分析

5.2.4 滚筒洗衣机运转时振型分析

5.3 模态分析在故障诊断和状态监测中的应用

5.4 模态分析在声控中的应用

习题和思考题

第6章 模态分析实验

6.1 实验设备

6.2 模态分析专用软件程序应用介绍

6.2.1 LMS公司及其产品应用领域

6.2.2 LMS Test.Lab的优越性

6.2.3 LMS Test.Lab模态分析软件应用简介

6.2.4 锤击法模态测试方法简述

6.3 模态分析实验设计

6.3.1 传递函数的测量实验设计

6.3.2 振动结构的模态分析实验设计

6.4 模态分析专用软件应用实例

6.4.1 Impact锤击法模态测试--锤击激振悬臂梁实验

6.4.2 Spectral Testing谱分析--橡胶垫的激振器模态实验

6.4.3 齿轮模态实验

习题和思考题

参考文献

本书讲授模态分析理论与模态试验，介绍解析模态分析、实验模态分析、数字信号处理、模态参数识别、模型验证、模态参数应用以及模型修正和预试验分析等基本理论，旨在帮助读者通过模态实验分析了解结构的动力学特性，进而修改模型、优化设计，学会使用实验模态分析的专用软件程序和试验设备。本书可作为普通高等院校机械工程本科生的基础平台课教材，也可作为机械工程、车辆工程等专业研究生的专业课教材，同时可供从事机械工程的科技工作者参考。