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第1章 振动基础理论 1

1.1 振动信号 1

1.1.1 振动信号的种类 1

1.1.2 简谐振动的特征参数 3

1.1.3 确定性振动的特征参数 4

1.1.4 随机振动的特征参数 7

1.2 振动信号采集 18

1.2.1 采样定律 18

1.2.2 数字信号量化误差 20

1.2.3 采样窗函数的选择 21

1.3 振动信号分析 25

1.3.1 数据预处理 25

1.3.2 数据检验 26

1.4 傅里叶变换 29

1.4.1 有限离散傅里叶变换（DFT） 29

1.4.2 快速傅里叶变换（FFT） 30

1.4.3 FFT细化（ZOOM）技术 31

1.5 振动系统特性描述 33

1.5.1 单自由度振动系统 33

1.5.2 两自由度振动系统及其消振现象 39

1.5.3 多自由度振动系统 43

1.5.4 振动系统频率响应特性 44

1.5.5 随机振动系统统计特性 46

第2章 通用振动试验方法及正弦振动试验 55

2.1 振动试验概述 58

2.1.1 振动试验分类 58

2.1.2 振动试验任务书 62

2.1.3 振动试验流程 63

2.2 振动试验通用知识 67

2.2.1 振动试验中的各向异性及映射 67

2.2.2 振动试验允差 67

2.2.3 分贝的定义及与百分数的换算 68

2.2.4 振动预试验量级的选择 69

2.2.5 如何实施振动响应（动态特性）检查 71

2.2.6 振动试验的控制方案 73

2.2.7 选择传感器安装位置的原则 80

2.2.8 试验中“减振器”处理原则 82

2.2.9 振动加速试验 82

2.2.10 振动试验过程的中断处理 84

2.2.11 振动试验中的保护 86

2.3 正弦振动试验目的及应用 87

2.4 正弦振动试验条件 89

2.5 正弦振动试验的实施 94

2.5.1 数字式正弦振动试验系统原理及流程 94

2.5.2 试验夹具的要求与安装 95

2.5.3 正弦振动试验程序设置 96

2.5.4 正弦振动预试验的要求 96

2.5.5 正弦振动试验中断处理的特殊要求 97

2.6 正弦扫频振动试验的实施 97

2.6.1 正弦扫频试验方式 97

2.6.2 正弦线性扫频试验 99

2.6.3 正弦对数扫频试验 103

2.6.4 如何计算正弦振动试验的总次数 110

2.7 超低频正弦振动试验的实施 112

2.7.1 电动振动台实施超低频正弦振动的问题 112

2.7.2 电动振动台实现超低频正弦振动试验的措施 113

2.8 关于振动台地基的讨论 115

2.8.1 振动台地基的作用及要求 115

2.8.2 如何构筑振动台地基基础 116

第3章 随机振动试验 121

3.1 随机振动试验概述 121

3.1.1 随机振动试验的目的和作用 121

3.1.2 随机振动试验的历史 122

3.1.3 随机振动的特性描述 123

3.2 随机振动的实验室再现 125

3.2.1 随机振动的等价条件 125

3.2.2 试验室再现随机振动的要求 127

3.3 随机振动模拟试验条件 128

3.4 随机振动试验参数的核算 133

3.4.1 随机振动加速度谱密度、速度谱密度、位移谱密度的关系 133

3.4.2 随机振动总能量及总均方根加速度值的核算 133

3.4.3 随机振动试验最大位移的估算 138

3.5 随机振动试验的基本原理 139

3.5.1 数字式随机振动试验系统的基本组成 139

3.5.2 数字式随机振动试验系统流程详解 139

3.6 真随机信号的产生 141

3.6.1 获取离散的时间系列 141

3.6.2 构成随机相位谱 141

3.6.3 产生伪随机信号 142

3.6.4 产生真随机信号 142

3.6.5 信号输出的平滑滤波 146

3.7 随机振动试验的“测” 146

3.7.1 “模／数”转换 146

3.7.2 抗混淆滤波器 147

3.7.3 信号的“量化”与“适调放大器” 148

3.7.4 离散傅里叶变换与自功率谱计算 149

3.8 随机振动试验的“控” 150

3.8.1 关于“谱”的含义 150

3.8.2 谱的均衡及均衡过程 151

3.8.3 统计自由度与谱的控制精度 152

3.8.4 随机振动试验控制的“实时性” 164

3.8.5 随机振动试验控制策略与方案 166

3.9 随机振动试验中的“放” 171

3.9.1 夹具的功能与作用 172

3.9.2 夹具如何传递振动 176

3.9.3 夹具设计制作的具体要求 181

3.9.4 常用夹具型式分析 185

3.9.5 夹具的制作工艺 188

3.9.6 夹具的安装与使用 189

3.9.7 夹具测试 193

第4章 振动试验设备及参数检测 195

4.1 振动试验对振动台的要求 195

4.1.1 正弦振动试验对振动台的要求 196

4.1.2 随机振动试验对振动台要求 199

4.1.3 冲击试验对振动台的要求 200

4.2 振动台类型及组成 203

4.3 机械振动台 204

4.3.1 直接驱动式机械振动台 204

4.3.2 反作用式机械振动台 205

4.3.3 共振式机械振动台 206

4.4 电动振动台 206

4.4.1 电动振动台工作原理及组成 206

4.4.2 振动发生器（振动台） 207

4.4.3 功率放大器 214

4.4.4 电动振动台的检测 220

4.4.5 电动振动台使用注意事项 222

4.5 液压振动台 223

4.5.1 液压振动台的优点及劣势 223

4.5.2 液压振动台系统及工作原理 224

4.5.3 液压振动台台体（作动器） 226

4.5.4 伺服阀 235

4.5.5 液压油源 239

4.5.6 液压振动台的高频限制 242

4.5.7 液压振动台使用注意事项 246

4.6 水平滑台 247

4.6.1 水平滑台的功能和要求 247

4.6.2 水平滑台结构及类型 248

4.6.3 水平滑台与振动台的联接 252

4.6.4 水平滑台性能参数检测 253

4.6.5 水平滑台使用注意事项 253

4.7 流体静压轴承 254

4.7.1 流体节流的原理 254

4.7.2 静压轴承结构及工作原理 256

4.8 多台、多轴向型振动台 259

4.8.1 多点单轴向同步振动试验系统（MESA） 260

4.8.2 多点、多轴向同步振动试验系统（MEMA） 262

4.8.3 气锤冲击式六自由度振动台 263

4.9 振动台的选择 266

4.9.1 不同类型振动台的比较 266

4.9.2 振动台性能参数的选择 268

4.9.3 特殊振动台的选择 270

4.10 振动参数的测量 273

4.10.1 如何选择加速度计 273

4.10.2 压电加速度计一般性能参数剖析 275

4.10.3 压电加速度计测量原理 275

4.10.4 压电式加速度计频响特性 279

4.10.5 压电式加速度计温度特性 281

4.10.6 压电式加速度计结构类型 283

4.10.7 压电晶体加速度计的安装 285

4.10.8 压电晶体加速度计使用注意事项 288

4.10.9 电荷放大器的原理及使用 290

第5章 冲击试验及设备 295

5.1 冲击的环境效应 295

5.2 冲击试验目的及分类 296

5.3 三类冲击激励信号的定义及其应用 298

5.3.1 经典波形冲击 299

5.3.2 冲击响应谱 300

5.3.3 瞬态冲击脉冲波形再现 311

5.4 冲击试验方法、量级及容差 312

5.4.1 GB/T 2423.5 推荐的冲击试验方法、量级及容差 312

5.4.2 GJB 150.18 A推荐的冲击试验方法、量级及容差 316

5.4.3 冲击响应谱试验 322

5.4.4 瞬态冲击脉冲波形再现 325

5.5 冲击模拟试验原理及方法 326

5.5.1 瞬态冲击脉冲波形再现 326

5.5.2 冲击响应谱模拟 328

5.5.3 冲击机模拟经典冲击波形 335

5.5.4 振动台模拟经典冲击波形 336

5.6 冲击模拟试验技术 358

5.6.1 随机振动可否替代冲击试验 358

5.6.2 冲击试验在环境适应性试验中的顺序 359

5.6.3 冲击试验方向、次数 360

5.6.4 冲击试验过程及中断处理 361

5.6.5 试件的安装 363

5.6.6 确保波形容差的要求 364

5.6.7 冲击参数检测 364

5.7 冲击试验设备 367

5.7.1 冲击机模拟设备 367

5.7.2 冲击瞬态波形模拟设备 369

5.7.3 冲击响应谱模拟设备 371

5.7.4 冲击试验设备的选择 371

5.7.5 冲击试验设备的校准 372

参考文献 384

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