振动阻尼、控制和设计

前言1 振动阻尼1.1 概述1.2 阻尼类型1.2.1 材料（内部）阻尼1.2.2 结构阻尼1.2.3 流体阻尼1.3 振动分析中的阻尼表达1.3.1 等效黏性阻尼1.3.2 复刚度1.3.3 损耗因子1.4 阻尼的测量1.4.1 对数衰减法1.4.2 阶跃响应法1.4.3 迟滞回线法1.4.4 放大因子法1.4.5 带宽法1.4.6 备注1.5 界面阻尼1.5.1 旋转界面中的摩擦1.5.2 不稳定性参考文献2 阻尼理论2.1 概述2.2 介绍2.2.1 阻尼的总体概况2.2.2 细节考虑2.2.3 单摆用作仪器研究材料阻尼2.2.4 “底部存在足够的空间”2.3 背景2.3.1 术语2.3.2 一般技术特征2.3.3 主动阻尼和被动阻尼2.3.4 磁流变阻尼2.3.5 Portevin?LeChatelier效应2.3.6 噪声2.3.7 黏弹性2.3.8 记忆效应2.3.9 黏弹性的早期发展历史2.3.10 蠕变2.3.11 拉伸指数2.3.12 分数维微积分2.3.13 修改的库仑阻尼模型2.3.14 松弛2.4 迟滞——更多的细节2.5 阻尼模型2.5.1 黏性阻尼谐振子2.5.2 Q的定义2.5.3 阻尼“红移”2.5.4 强迫振动系统2.5.5 阻尼能量或容量2.5.6 库仑阻尼2.5.7 热弹性阻尼2.6 阻尼的测量2.6.1 传感器的注意事项2.6.2 共模抑制2.6.3 黏性阻尼的案例2.6.4 测量阻尼的另一种方法2.7 迟滞阻尼2.7.1 等效黏性（线性）模型2.7.2 迟滞阻尼实验案例2.8 通用理论的失效2.9 空气影响2.10 噪声和阻尼2.10.1 一般考虑2.10.2 1/f机械噪声案例2.10.3 相位噪声2.11 变换方法2.11.1 一般考虑2.11.2 位数反求2.11.3 小波变换2.11.4 著名的海森伯（Heisenberg）定理2.12 迟滞阻尼2.12.1 物理基础2.12.2 Ruchhardt实验2.12.3 物理摆2.13 内部摩擦2.13.1 关于内部摩擦的测量和说明2.13.2 非振动试样2.13.3 内部摩擦阻尼的等时性2.14 数学技巧——阻尼的线性近似2.14.1 黏性阻尼2.14.2 迟滞阻尼2.15 内部摩擦物理学2.15.1 基本概念2.15.2 错位和缺陷2.16 齐纳（Zener）模型2.16.1 假设2.16.2 模量和损耗的频率依赖性2.16.3 成功的黏弹性模型2.16.4 黏弹性模型的失效2.17 迈向通用型阻尼模型2.17.1 与频率二次方成比例的阻尼容量2.17.2 垂摆和通用型阻尼2.17.3 修正的库仑模型——背景2.17.4 修正的库仑阻尼模型——运动方程2.17.5 模型输出2.17.6 实验案例2.17.7 阻尼与谐波项2.18非线性2.18.1 一般考虑2.18.2 谐波成分2.18.3 非线性/复杂性以及未来技术2.18.4 微观动力学、细观力学和细观动力学2.18.5 细观非线性复杂之重要性的案例2.19结语参考文献3 阻尼中的实验技术3.1 电子学方面的思考3.1.1 传感器的线性特征3.1.2 频率问题3.1.3 数据采集3.2 数据处理3.2.1 编程语言3.2.2 积分技术3.2.3 傅里叶变换3.3 传感器的选择3.3.1 直接测量3.3.2 间接测量3.4 阻尼案例3.4.1 案例1：振动棒——带显著噪声的线性阻尼3.4.2 案例2：振动簧片——非线性阻尼案例3.4.3 案例3：地震仪3.4.4 案例4：带有光电门传感器的杆摆3.4.5 案例5：受刀锋下面材料影响的杆摆3.4.6 案例6：低Q值的硬质材料3.4.7 案例7：各向异性的内摩擦3.5 有阻尼的强迫振动振子3.5.1 多功能大学实验仪器3.5.2 强迫振动的谐振子3.6 多元非线性振子3.7 多振型振动3.7.1 系统3.7.2 一些实验结果3.7.3 短时傅里叶变换3.7.4 非线性影响——振型混合3.8 机械噪声之源——内摩擦3.9 黏性阻尼——需要谨慎3.10 空气的影响参考文献4 结构和设备隔震4.1 概述4.2 基础隔震系统机理4.2.1 弹性隔震系统4.2.2 滑动隔震系统4.2.3 带弹性装置的滑动隔震系统4.2.4 法国电力系统4.2.5 结语4.3 带弹性支撑的结构?设备系统4.3.1 带有弹性支撑的基础震系统的公式推导4.3.2 自由振动分析4.3.3 结构?设备隔震系统在简谐激励下的动力学4.3.4 演示性案例4.3.5 结语4.4 滑动隔震系统4.4.1 数学建模和公式推导4.4.2 数值分析方法4.4.3 滑动隔震系统的模拟结果4.4.4 结语4.5 带复原装置的滑动隔震系统4.5.1 数学建模和公式推导4.5.2 数值分析方法4.5.3 带复原装置的滑动隔震系统的仿真结果4.5.4 结语4.6 与地震隔离设计有关的话题4.6.1 设计方法4.6.2 静态分析4.6.3 动态分析4.6.4 结语参考文献5 振动控制5.1 简介5.1.1 隔振与吸振5.1.2 吸振与振动控制5.1.3 振动控制系统分类5.1.4 振动控制系统的性能特性5.2 振动控制系统概念5.2.1 简介5.2.2 被动振动控制5.2.3 主动振动控制5.2.4 半主动振动控制5.2.5 可调整振动控制单元5.3 振动控制系统的设计与实现5.3.1 简介5.3.2 吸振器或减振器5.3.3 振动控制系统5.4 实际考虑和相关主题5.4.1 振动控制设计的步骤摘要5.4.2 未来趋势和发展参考文献6 直升机旋翼调谐6.1 概述6.2 基于神经网络的调谐6.3 基于概率的调谐6.4 自适应调谐6.4.1 区间模型6.4.2 可行区域的估计6.4.3 叶片调整的选择6.4.4 学习6.5 案例分析6.5.1 仿真模型6.5.2 区间（IM）建模6.5.3 性能评估6.5.4 结语参考文献7 振动设计与控制7.1 概述7.2 振动限值规范7.2.1 峰值规范7.2.2 均方根值规范7.2.3 频域规范7.3 隔振7.3.1 设计注意事项7.3.2 柔性系统的隔振7.4 旋转机械的平衡7.4.1 静平衡7.4.2 复数/矢量方法7.4.3 动（双平面）平衡7.4.4 平衡的实验步骤7.5 往复式机械的平衡7.5.1 单缸发动机7.5.2 活塞惯性负载的平衡7.5.3 多缸发动机7.5.4 燃烧/压力负荷7.6 轴的涡动7.6.1 运动方程7.6.2 稳态涡动7.6.3 自激振动7.7 通过模态测试进行设计7.7.1 部件修改7.7.2 子结构7.8 振动的被动控制7.8.1 无阻尼吸振器7.8.2 有阻尼吸振器7.8.3 减振器7.9 振动的主动控制7.9.1 主动控制系统7.9.2 控制技术7.1 0梁的振动控制7.1 0.1 梁的动力学状态空间模型7.1 0.2 控制问题7.1 0.3 线性阻尼器的使用参考文献附录7 AMATLAB控制系统工具箱8 结构动力修改与灵敏度分析8.1 概述8.2 有限元模型的结构动力学修改8.3 振动模态的摄动法8.3.1 稀疏模态的一阶摄动模型8.3.2 稀疏模态的二阶摄动模型8.3.3 数值计算案例8.4 结构振动模态的设计灵敏度分析8.4.1 灵敏度分析的直接微分法8.4.2 摄动灵敏度分析8.4.3 数值计算案例8.4.4 结语8.5 模态灵敏度分析的高精度模态叠加8.5.1 方法一8.5.2 方法二8.6 自由?自由结构特征矢量的灵敏度8.7 重模态的矩阵摄动理论8.7.1 基本方程8.7.2 特征解的一阶摄动8.7.3 针对重模态的一阶摄动的高精度模态叠加8.8 密集模态特征值的矩阵摄动法8.8.1 密集模态特征值的摄动分析方法一8.8.2 密集模态特征值摄动分析方法二8.8.3 结语8.9 复模态的矩阵摄动理论8.9.1 基本方程8.9.2 稀疏模态的矩阵摄动法8.9.3 特征矢量偏导数的高精度模态叠加8.9.4 非亏损系统重特征值的矩阵摄动8.9.5 非对称矩阵密集特征值的矩阵摄动参考文献9 旋转机械振动9.1 概述9.2 振动基础9.2.1 强迫振动9.2.2 自激振动9.2.3 参数的不稳定性9.2.4 扭转振动9.3 转子动力学分析9.3.1 分析方法9.3.2 建模9.3.3 设计9.4 振动测量和技术9.4.1 测量单位9.4.2 测量参数及方法9.5 振动控制和诊断9.5.1 标准和规范9.5.2 振源识别9.5.3 振动分析?案例研究参考文献10 机床再生颤振10.1 概述10.2 车削加工中的颤振及案例分析10.3 端铣加工中的颤振及案例分析10.4 时域模拟及案例分析10.5 颤振检测及案例分析10.6 颤振抑制及案例分析10.6.1 主轴转速选择10.6.2 进给量与切削深度选择10.6.3 主轴转速变化10.7 个案研究参考文献11 流致振动11.1 海洋环境描述11.1.1 谱密度11.1.2 海浪谱密度11.1.3 时间序列逼近谱密度11.1.4 由谱密度生成时间序列11.1.5 短期项统计11.1.6 长期项统计11.1.7 结语11.2 流体力11.2.1 波浪力状态11.2.2 作用于小结构上的波浪力——Morison方程11.2.3 涡流诱导的振动11.2.4 结语11.3 举例11.3.1 拖拽电缆的静止状态11.3.2 作用于铰接塔上的流体力11.3.3 显著波高分布——Weibull分布和Gumbel分布11.3.4 重构给定显著波高的时间序列11.3.5 可用的数值计算程序参考文献12 声级和分贝12.1 概述12.2 声波特性12.3 声级和分贝12.3.1 声功率级12.3.2 声压级12.3.3 总声压级13 听力及其心理学效应13.1 导论13.2 人耳的结构及功能13.3 频率与响度响应13.4 听力损失13.5 噪声的心理学效应13.5.1 响度说明13.5.2 噪声标准曲线13.5.3 声级参考文献14 噪声控制标准与法规14.1 导论14.2 噪声政策背后的基本思想14.3 立法14.3.1 行动计划14.3.2 欧盟委员会公布的数据14.3.3 对欧盟后续行动的建议14.4 法规14.5 评定噪声的方法参考文献15 仪器仪表15.1 声强测量15.1.1 理论背景15.1.2 测量方法15.1.3 声强测量的误差15.1.4 应用15.2 镜面?传声器系统15.2.1 测量原理15.2.2 应用15.3 传声器阵列15.3.1 传声器阵列的原理15.3.2 阵列的指向性模式15.3.3 应用参考文献16 噪声源16.1 概述16.2 声辐射16.2.1 点声源16.2.2 有限体积的声源16.2.3 由平面声源产生的辐射16.2.4 噪声源声功率估计参考文献17 吸声设计17.1 概述17.2 吸声基础17.3 吸声材料17.3.1 多孔材料17.3.2 管状材料17.3.3 膜材料17.3.4 穿孔板17.3.5 谐振腔17.4 复合墙体声学特性计算17.4.1 多孔毯状物与板材组合的吸收系数17.4.2 穿过一张多孔板的传声损失17.4.3 通过复合夹心板的传声损失17.5 内衬管的衰减17.5.1 内衬管中衰减量的计算17.5.2 内衬弯管中的声衰减17.5.3 分离器内衬管道中的衰减17.6 阻性消声器的衰减17.6.1 一个内衬膨胀室的传声损失17.6.2 一个送风静压箱/充气室的传声损失17.7 一般考虑17.7.1 对于有衬里的声学材料的表面处理17.7.2 气流速度17.7.3 气体温度17.7.4 暴露在灰尘和水中17.8 阻性消声器的实际例子参考文献18 抗性消声器设计18.1 概述18.2 基本关系式18.2.1 分析模型18.2.2 边界条件18.3 抗性消声器的效果18.3.1 插入损失18.3.2 传声损失18.4 计算步骤18.5 模型的运用范围18.5.1 平面波的近似条件18.5.2 温度的影响18.5.3 管中气体流动的影响18.5.4 管中摩擦损失的影响18.6 实际案例：用于往复式压缩机的膨胀类消声器参考文献19 隔声设计19.1 隔声理论19.1.1 隔声表述19.1.2 单面墙的传递损失19.1.3 多面板的传声损失19.1.4 带有声桥的复合墙的传播损失19.2 隔声的应用19.2.1 隔声罩19.2.2 隔声护层参考文献20 统计能量分析20.1 概述20.2 功率流方程20.2.1 两子系统结构的功率流方程式20.2.2 多子系统结构的功率流方程式20.3 统计能量分析（SEA）参数的估计20.3.1 模态密度20.3.2 内部损耗因子20.3.3 耦合损耗因子20.3.4 输入功率20.4 结构上的应用20.4.1 在拖拉机驾驶室噪声预测中的应用20.4.2 在建筑物噪声和振动预测中的应用参考文献

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