机械振动实验与分析

第1章绪论

1.1振动的基本概念

1.2振动的分类

1.2.1按对系统的激励类型分

1.2.2按系统的响应类型分

1.2.3按系统的性质分

1.2.4按系统的自由度分

1.3周期振动的谐波表示方法

1.4非周期振动与积分变换

1.4.1傅氏变换定义

1.4.2傅氏积分定理

1.5δ一函数及其应用

1.5.1δ一函数定义

1.5.2δ一函数的傅氏变换

1.6模态分析基本概念

1.6.1模态分析在结构性能评价中的应用

1.6.2模态分析在结构动态设计中的应用

1.6.3模态分析在结构损伤诊断和状态监测中的应用

1.6.4模态分析在声音控制中的应用

习题和思考题

第2章振动分析理论基础

2.1引言

2.2简谐振动

2.2.1简谐振动的基本概念

2.2.2简谐振动的矢量表示法

2.2.3简谐振动的复数表示法

2.3单自由度振动

2.3.1黏性阻尼系统

2.3.2结构阻尼系统

2.4多自由度系统实模态分析

2.4.1无阻尼系统

2.4.2黏性比例阻尼系统

2.4.3结构比例阻尼系统

2.5多自由度系统复模态分析

2.5.1一般黏性阻尼系统

2.5.2一般结构阻尼系统

2.6拉普拉斯变换及应用

2.6.1拉普拉斯变换基本理论

2.6.2单自由度系统

2.6.3多自由度系统

习题和思考题

第3章振动信号的时间历程测量

3.1引言

3.2振动测量系统

3.2.1实验结构的支撑方式

3.2.2激励方式及激励装置

3.2.3测量系统

3.3振动激励信号

3.3.1非周期信号——纯随机

3.3.2周期信号

3.3.3暂态信号

3.3.4单频信号

3.4常用的机械振动测量实验

3.4.1机械振动测量实验中应注意的问题

3.4.2激振器实验

3.4.3冲击实验

习题和思考题

第4章振动信号的分析与处理

4.1引言

4.2信号分类及其数学描述

4.2.1信号的分类

4.2.2信号的数学描述

4.3傅里叶变换

4.4离散信号的傅里叶变换

4.4.1离散傅里叶级数

4.4.2离散傅里叶变换

4.4.3离散傅里叶变换的性质

4.4.3离散傅里叶变换应用的相关问题

4.5窗函数的应用

4.6振动信号分析所涉及的时间、频率函数及其应用

4.6.1自相关函数与自功率谱密度函数

4.6.2互相关函数与互功率谱密度函数

4.6.3平均

4.6.4频率响应函数与相干函数

4.7振动信号分析与处理的流程

习题和思考题

第5章振动测试分析实验

5.1引言

5.2实验设备

5.2.1传感器

5.2.2力锤

5.2.3激振器

5.2.4功率放大器

5.2.5LMS模态分析实验数据采集前端及计算机数据处理软件

5.2.6校准器

5.3测试分析软件

5.3.1LMS公司及其产品应用领域

5.3.2LMSTest.Lab的优越}生

5.3.3LMSTest.Lab模态分析软件应用简介

5.3.4锤击法模态测试方法简述

5.4模态分析实验设计

5.4.1传递函数的测量实验设计

5.4.2振动结构的模态分析实验设计

5.5模态分析专用软件应用实例

5.5.1Impact锤击法模态测试——锤击激振悬臂梁实验

5.5.2SpectlralTesting谱分析——橡胶垫的激振器模态实验

5.5.3齿轮模态实验

习题和思考题

第6章振动测试分析的工程应用

6.1引言

6.2振动测试分析在结构性能评价中的直接应用

6.2.1冻干机压缩机弯管的振动特性分析

6.2.2电子钉扣机壳振动测试分析

6.2.3工业平缝机的工作模态分析

6.2.4平缝机的实验模态分析

6.2.5工业平缝机的工作变形（ODS）分析

6.2.6食品配料系统搅拌机机架的工作变形分析

6.3模态分析在故障诊断和状态检测中的应用

6.3.1模态分析在故障诊断中的应用

6.3.2模态分析在状态监测中的应用

6.4振动测试分析在噪声控制中的应用

6.4.1测试系统的建立

6.4.2工业平缝机振动特性与声辐射间的关联特性

习题和思考题

参考文献 2100433B

《机械振动实验与分析》讲授机械振动实验与分析，旨在帮助读者在机械工程领域，通过振动实验与分析了解结构的动力学特性，进而修改模型、优化设计，并学会使用振动实验分析的专用软件程序和实验设备。

全书共分6章，主要内容：绪论、振动分析理论基础、振动信号的时问历程测量、振动信号的分析与处理、振动测试分析实验、振动测试分析的工程应用。

《机械振动实验与分析》可供从事机械工程、车辆工程等专业的科技工作者阅读和参考，也可作为高等院校机械工程专业研究生和本科生的教材。

《机械振动与噪声分析基础（第2版）》第2版共设9章，主要内容包括单自由度系统振动分析、多自由度系统振动分析、线性连续系统振动分析、线性振动的近似分析方法、机械噪声分析基础、机械噪声控制技术、转子系统振动分析与动平衡、MATLAB在振动分析中的应用；在第1版的基础上增加了部分例题与习题，列出了习题参考答案。

《机械振动与噪声分析基础（第2版）》适合机械工程、能源动力工程、交通运输工程、土木建筑工程等专业的本科大学生和研究生学习，也可供从事机械振动与噪声控制工程设计的专业技术人员参考。

第1章 绪论

1.1 机械振动与噪声研究的意义

1.2 机械振动与噪声分类

1.3 机械振动与噪声分析方法

1.4 机械振动与噪声控制方法

1.5 本课程学习目的与方法

习题

第2章 单自由度系统振动分析

2.1 振动分析的力学模型

2.2 振动微分方程的建立

2.3 无阻尼单自由度系统的自由振动

2.4 等效单自由度振动系统

2.5 具有粘性阻尼系统的自由振动

2.6 有阻尼单自由度系统的受迫振动

2.7 机械振动的隔离与减振

2.8 非简谐周期激励下的响应

2.9 任意激励下的响应

习题

第3章 多自由度系统振动分析

3.1 二自由度系统振动微分方程建立

3.2 二自由度系统振动方程的一般形式及其矩阵表达式

3.3 二自由度系统的自由振动

3.4 多自由度系统的自由振动

3.5 无阻尼多自由度系统的受迫振动

3.6 有阻尼多自由度系统的受迫振动

3.7 多自由度系统振动分析的工程应用

3.8 MATLAB在振动分析中的应用

习题

第4章 线性振动的近似分析方法

4.1 瑞利法

4.2 瑞利一里兹法

4.3 子空间迭代法

4.4 有限元法

4.5 传递矩阵法

习题

第5章 线性连续系统振动分析——固体中的弹性波

5.1 杆的纵向振动

5.2 梁的横向振动

5.3 薄板的横向振动

习题

第6章 机械噪声分析基础

6.1 声波波动方程

6.2 声场类型

6.3 声场描述

6.4 声波的传播

6.5 室内声场

6.6 噪声的评价

习题

第7章 机械噪声控制技术

7.1 噪声源识别与控制

7.2 吸声降噪

7.3 隔声技术

7.4 消声器

7.5 阻尼减振降噪

习题

第8章 转子系统振动分析与动平衡

8.1 旋转机械转子不平衡与临界转速

8.2 刚性转子动平衡原理

8.3 柔性转子动平衡原理

8.4 柔性转子的平衡条件

8.5 振型平衡法

8.6 应用MATLAB计算转子的临界转速

习题

第9章 机械振动与噪声实验分析技术

9.1 噪声测量仪器与环境

9.2 噪声测量方法

9.3 声强测量

9.4 振动信号采集与分析

9.5 振动测试系统

习题

第10章 随机振动分析简介

10.1 功率谱密度

10.2 单自由度系统对随机激励响应

10.3 多自由度系统对随机激励响应

习题

附录 部分习题参考答案

参考文献

第1章 绪论

1．1 机械振动与噪声研究意义

1．1．1 振动与波动现象

1．1．2 振动与噪声危害

1．2 机械振动与噪声分析方法

1．2．1 振动分析方法

1．2．2 振动分析的一般步骤

1．2．3 噪声分析方法

1．2．4 振动与噪声控制

1．3 机械振动与噪声分类

1．3．1 振动分类

1．3．2 噪声分类

1．4 本书学习目的与方法

第2章 单自由度系统振动分析

2．1 单自由度系统力学模型

2．2 振动微分方程的建立

2．2．1 牛顿第二定律

2．2．2 动静法（达朗伯原理）

2．2．3 质点系动量矩定理

2．2．4 机械能守恒定律（能量方法）

2．3 无阻尼单自由度系统的自由振动

2．4 等效单自由度振动系统

2．4．1 等效质量

2．4．2 等效刚度

2．5 具有黏性阻尼系统的自由振动

2．6 有阻尼单自由度系统的受迫振动

2．7 机械振动的隔离与减振

2．7．1 主动隔振系统

2．7．2 被动隔振系统

2．8 非简谐周期激励下的响应

2．9 任意激励下的响应

第3章 多自由度系统振动分析

3．1 二自由度系统振动微分方程

3．1．1 两质体二自由度系统振动微分方程

3．1．2 单质体二自由度系统振动方程

3．2 多自由度系统振动方程的一般形式

3．2．1 作用力方程的一般形式及其矩阵表达式

3．2．2 位移方程的一般形式及其矩阵表达式

3．2．3 影响系数法列振动方程

3．3 多自由度振动系统的固有特性

3．3．1 固有频率与固有振型

3．3．2 特征值与特征向量

3．3．3 振型正交性与主坐标

3．3．4 正则坐标

3．4 无阻尼多自由度系统的自由振动响应

3．5 无阻尼多自由度系统的受迫振动响应

3．6 有阻尼多自由度系统的受迫振动响应

3．6．1 多自由度系统阻尼

3．6．2 有阻尼多自由度系统的简谐激振响应

3．7 动力吸振器

3．7．1 无阻尼动力吸振器

3．7．2 阻尼动力吸振器原理

3．7．3 霍戴尔阻尼器

第4章 线性连续系统振动分析一固体中的弹性波

4．1 杆的纵向振动

4．2 梁的横向振动

4．2．1 运动微分方程

……

第5章 线性振动的近似分析方法

第6章 机械噪声分析基础

第7章 机械噪声控制技术

第8章 转子系统振动分析与动平衡

第9章 MATLAB在振动分析中的应用

附录 习题与参考答案

参考文献