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上篇 理论1

序言1

A.1章 解析模态分析和实验模态分析3

A.1.0 引言3

A.1.1 单自由度系统4

A.1.1.1 系统方程 传递函数4

A.1.1.2 系统极点 固有频率 阻尼比5

A.1.1.3 留数6

A.1.1.4 传递函数图6

A.1.1.5 频率响应函数(FRF) 脉冲响应函数6

A.1.1.6 质量、阻尼和刚度变化对FRF的影响8

A.1.2.1 系统方程 传递函数9

A.1.2 多自由度系统9

A.1.2.2 系统极点 固有频率 阻尼因子11

A.1.2.3 模态向量 留数11

A.1.2.4 模态参预因子13

A.1.2.5 频响函数矩阵 脉冲响应函数矩阵13

A.1.2.6 无阻尼系统与比例阻尼系统16

A.1.2.7 正交性 模态坐标17

A.1.2.8 模态向量比例换算20

A.1.2.9 解析法和实验法21

A.1.3 单自由度系统举例22

A.1.4 多自由度系统举例23

A.1.4.1 一般粘性阻尼23

A.1.4.2 比例粘性阻尼25

A.1.4.3 无阻尼25

A.1.5 结论26

A.2.0 引言27

A.2章 (数字)信号处理：基本理论27

A.2.1 各类信号的傅立叶变换28

A.2.1.1 周期信号28

A.2.1.2 非周期函数29

A.2.1.3 采样时间函数30

A.2.1.4 采样时间信号及其变换30

A.2.2 一些分析参数31

A.2.3 性质与关系式32

A.2.3.3 时间变换性质33

A.2.3.4 时移性质33

A.2.3.5 频移性质和细化变换33

A.2.3.2 比例相乘性质33

A.2.3.1 叠加性质33

A.2.3.6 能量关系34

A.2.3.7 积分与微分性质35

A.2.3.8 卷积性质35

A.2.4 误差与窗35

A.2.4.1 迭混35

A.2.4.2 泄漏37

A.2.4.3 窗40

A.2.5 其他变换44

A.2.5.1 拉普拉斯变换44

A.2.5.2 Z变换45

A.2.6 时间函数、频率函数及其应用45

A.2.6.1 自功率谱与自相关函数45

A.2.6.3 平均46

A.2.6.2 互功率谱与互相关函数46

A.2.6.4 频响函数与相干函数48

A.2.7 结论52

A.3章 模态参数估计53

A.3.0 引言53

A.3.1 模态模型的基本方程53

A.3.2 基本概念55

A.3.2.1 单自由度法与多自由度法55

A.3.2.2 局部参数识别与整体参数识别55

A.3.2.3 单输入与多输入56

A.3.2.4 模态模型与直接模型56

A.3.2.5 低阶完整模型与高阶不完整模型57

A.3.2.6 实模态振型与复模态振型57

A.3.2.8 分类58

A.3.2.7 时域估计与频域估计58

A.3.3 单自由度法59

A.3.3.1 峰值检测59

A.3.3.2 模态检测59

A.3.3.3 圆拟合60

A.3.4 多自由度时域法61

A.3.4.1 Ibrahim时域法(ITD)61

A.3.4.2 多参考点最小二乘复指数法(LSCE)62

A.3.4.3 特征系统实现算法(ERA)63

A.3.4.4 时域直接参数识别(TDPI)64

A.3.5 多自由度频域法65

A.3.5.1 (非线性)最小二乘频域法(LSFD)65

A.3.5.2 结构系统参数识别(ISSPA)66

A.3.5.3 正交多项式法(OP)67

A.3.5.4 频域直接参数识别(FDPI)68

A.3.5.5 复模态指示函数(CMIF)70

A.3.6 结论71

A.4章 模型验证73

A.4.0 引言73

A.4.1 模态比例因子(MSF)和模态判定准则(MAC)73

A.1.2 模态参预75

A.1.3 互易性76

A.1.4 模态复杂性77

A.1.5 模态相位共线性和平均相位偏移77

A.1.6 模态置信因子78

A.1.8 结论79

A.1.7 频响函数综合79

A.5章 模态参数的应用80

A.5.0 引言80

A.5.1 强迫响应分析81

A.5.1.1 引言81

A.5.1.2 理论81

A.5.1.3 应用应用82

A.5.2 灵敏度分析82

A.5.2.1 引言82

A.5.2.2 理论82

A.5.2.3 应用领域85

A.5.3 结构动力学修改与集成86

A.5.3.1 引言86

A.5.3.2 方法86

A.5.4 结论99

A.5.3.3 应用方面99

A.6章 数值模型与实验模型相结合100

A.6.0 引言100

A.6.1 模型修正100

A.6.1.1 引言和一般思路100

A.6.1.2 模型匹配102

A.6.1.3 相关技术106

A.6.1.4 修正参数的选择110

A.6.1.5 矫正方法113

A.6.1.6 小结118

A.6.2 预试验分析118

A.6.2.1 引言118

A.6.2.3 响应点的选择119

A.6.2.2 频率范围119

A.6.2.4 激励点的选择121

A.6.2.5 支承点的选择122

A.6.2.6 小结123

A.6.3 结论123

下篇 试验125

序言125

B.1 章 试验设备127

B.1.0 引言127

B.1.1 激励系统127

B.1.1.0 引言127

B.1.1.1 固定式激励系统128

B.1.1.2 非固定式激励系统130

B.1.2.0 引言131

B.1.2 力和运动传感器131

B.1.2.1 力传感器132

B.1.2.2 运动传感器133

B.1.2.3 小结与评述138

B.1.3 测量与分析系统138

B.1.3.0 引言138

B.1.3.1 PC机系统139

B.1.3.2 FFT分析仪加PC机或工作站139

B.1.3.3 数采前端加工作站140

B.1.3.4 数据采集模块的基本构件140

B.1.3.5 评述142

B.1.4 结论与述评142

B.2.1.1 高精度校准法143

B.2.1.0 引言143

B.2.1 校准143

B.2.0 引言143

B.2章 校准与设置143

B.2.1.2 重力校准法144

B.2.1.3 冲击校准、背对背校准和绝对校准144

B.2.1.4 比值校准145

B.2.1.5 小结146

B.2.2 试验设置146

B.2.2.0 引言146

B.2.2.1 悬挂 边界条件146

B.2.2.2 激励148

B.2.2.3 响应点149

B.2.2.4 设备 传感器150

B.2.2.5 试验程序的确定150

B.2.3.1 设置验证151

B.2.3.0 引言151

B.2.2.6 小结151

B.2.3 FRF测量 设置验证151

B.2.3.2 FRF测量155

B.2.3.3 小结156

B.2.4 结论156

B.3章 激励考虑157

B.3.0 引言157

B.3.1 激励信号概述158

B.3.1.1 分类158

B.3.1.2 评估依据158

B.3.1.3 激励信号类型159

B.3.1.4 小结168

B.3.2 激励信号与FRF测量168

B.3.2.0 引言168

B.3.2.1 “线性”试验例169

B.3.2.2 非线性动态特性178

B.3.3 总结与结论180

B.4章 实践中的模态参数估计181

B.4.0 引言181

B.4.1 模态参数估计181

B.4.1.0 引言181

B.4.1.1 方法选择181

B.4.1.2 测量选择183

B.4.1.3 频带选择和/或时段选择183

B.4.1.4 极点数184

B.4.1.5 极点估计187

B.4.1.6 模态向量估计189

B.4.2.1 频响函数综合190

B.4.2.0 引言190

B.4.1.7 小结190

B.4.2 模态模型验证190

B.4.2.2 模态置信准则191

B.4.2.3 模态参预193

B.4.2.4 模态复杂性 模数相位共线性194

B.4.2.5 小结195

B.4.3 结论195

附录197

AA.2.1 几个时间函数和频率函数的应用197

AA.2.1.1 自功率谱与自相关函数197

AA.2.1.2 互功率谱与互相关函数203

AA.2.1.3 倒谱分析205

AA.3.1 最小二乘复指数法举例207

AA.2.1.4 结论207

AA.6.1 模型修正：模型匹配、相关技术和模型矫正208

AA.6.1.0 引言208

AA.6.1.1 模型匹配211

AA.6.1.2 相关技术212

AA.6.1.3 修正参数的选择217

AA.6.1.4 矫正方法219

BB.1 LMS CADA-X试验模态分析系统222

BB.2 KISTLER振动测量设备简介234

BB.3 东华测试技术开发公司产品简介238

参考文献241

符号与说明250