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第一章 振动标准1

1.1 引言1

1.2 标准机构与组织2

1.3 振动标准的分类3

1.3.1 评价性振动标准3

1.3.2 精密仪器设备的允许振动5

1.3.3 振动对人的影响和评价标准6

1.3.4 考核性振动标准12

1.3.5 服务性振动标准14

1.4 振动标准的制订14

1.4.1 制订振动标准的原则14

1.4.2 基本要求15

1.4.3 组织形式和编制程序15

1.4.4 实例——制订飞机机载设备振动环境试验标准有关问题15

1.5.1 机械设备振动环境条件及试验方法18

1.5 几项主要振动试验标准介绍18

1.5.2 综合环境试验19

1.5.3 飞机地面振动试验标准19

1.5.4 起落架落震试验20

参考文献20

2.2 振动传感器的类型22

2.2.1 位移式振动传感器22

2.1 引言22

第二章 振动测量技术22

2.2.2 磁电式速度传感器24

2.2.3 压电式加速度传感器24

2.2.4 压阻式加速度传感器26

2.2.5 应变式加速度传感器26

2.2.6 电容式传感器28

2.2.7 电涡流式传感器30

2.3 振动传感器主要特性31

2.3.1 传感器的幅频特性31

2.3.3 相频特性33

2.3.2 灵敏度33

2.3.4 线性度34

2.3.5 动态范围34

2.3.6 横向灵敏度34

2.3.7 温度响应35

2.3.8 安装共振频率35

2.3.9 非振动环境特性35

2.3.10 其他35

2.4 前置放大器和滤波器35

2.4.1 电压前置放大器36

2.4.2 电荷前置放大器38

2.4.3 滤波器39

2.5 磁带记录器41

2.5.1 模拟式磁带记录器41

2.6 振动测量校准43

2.6.1 校准内容43

2.5.2 数字式磁带记录器43

2.6.2 校准方法44

2.6.3 校准实施46

2.6.4 振动台及其特性48

2.7 测振仪器的选择50

2.7.1 传感器的选择50

2.7.2 测试系统的选择51

2.8.1 冲击测量的瞬态响应52

2.8 冲击测量技术52

2.8.2 冲击测量设备的选择56

2.9 冲击测量校准59

2.9.1 比较法校准60

2.9.2 绝对法校准62

2.10 全息振动分析63

2.10.1 全息干涉的概念64

2.10.2 时间平均法65

2.10.3 参考光正弦波相位调制法68

2.10.4 改良型时间平均法69

2.10.5 频闪观测法71

2.10.6 全息振动分析的应用72

附录A 分贝的使用及换算73

附录B 振动位移、速度、加速度和频率的换算及图表77

附录C 法定计量单位和工程用单位换算表77

附录D 国内外部分振动传感器主要性能、生产厂家一览表79

参考文献82

第三章 振动数据分析方法83

3.1 前言83

3.2 数据检验83

3.2.1 数据分类检验83

3.2.2 平稳性检验85

3.2.3 各态历经性检验86

3.2.4 正态性检验86

3.2.5 随机信号中周期分量的鉴别与分离87

3.3.1 不合理点的消除89

3.3.2 消除趋势项89

3.3 数据预处理89

3.4 数字分析基础90

3.4.1 采样和混叠91

3.4.2 量化和量化误差94

3.4.3 有限傅里叶变换和数学谱窗95

3.4.4 快速傅里叶变换（FFT）和细化FFT96

3.5.1 频谱分析103

3.5.2 分析参数选择103

3.5 周期性数据分析方法103

3.6 随机数据分析方法104

3.6.1 参数估计和统计误差104

3.6.2 均值105

3.6.3 均方值105

3.6.4 幅值概率密度函数106

3.6.5 联合幅值概率密度函数107

3.6.6 自相关函数107

3.6.7 互相关函数109

3.6.8 自谱密度函数110

3.6.9 互谱密度函数117

3.6.10 相干函数118

3.6.11 频率响应函数120

3.6.12 倒频谱与复倒频谱121

3.6.13 最大熵谱分析122

3.7 非平稳随机数据的分析方法127

3.7.1 非平稳随机数据的特征127

3.7.2 非平稳数据的近似分析方法129

3.8 瞬态数据分析方法131

3.8.1 瞬态信号的描述131

3.8.2 冲击响应谱的定义和分类132

3.8.3 冲击响应谱与傅里叶谱的关系132

3.8.4 冲击响应谱的计算方法133

3.8.5 冲击响应谱分析中的参数选择133

3.8.6 能量谱密度134

3.9.1 模拟式分析仪135

3.9 振动数据处理设备135

3.9.2 数字式分析仪137

3.9.3 模拟数字混合式分析仪138

参考文献138

4.1.1 飞机地面振动试验的目的139

4.1.2 对被试飞机的要求139

4.1.3 试验状态与项目139

4.1 飞机地面振动试验概述139

第四章 飞机地面振动试验技术139

4.1.4 飞机地面振动试验的基本特点140

4.1.5 飞机地面振动试验的基本方法140

4.2 多点正弦激励纯模态试验技术141

4.2.1 飞机地面振动试验理论基础141

4.2.2 适调激振力的方法144

4.3 纯模态下动力参数测量方法151

4.3.1 概述151

4.3.2 固有频率的测量151

4.3.4 阻尼因子和广义质量的测量152

4.3.3 固有振型的测量152

4.4 多点正弦激励非适应力试验技术160

4.4.1 基本原理160

4.4.2 响应多项式拟合法160

4.4.3 纳特基法163

4.5 随机激励模态试验技术165

4.5.1 随机激励模态试验技术在飞机地面振动试验中的应用与发展165

4.5.2 随机激励频响函数测试技术166

4.5.3 随机激励下模态参数识别175

4.6 飞机地面振动试验的测试系统175

4.6.1 测试系统的重要性175

4.6.2 对测试系统的基本要求176

4.6.3 多点正弦激励模态试验系统176

4.6.4 多点随机激励模态试验系统177

4.7 飞机地面振动试验若干技术问题178

4.7.1 飞机的支持178

4.7.2 激振器布置及安装181

4.7.3 传感器布置及安装183

4.7.4 飞机振型判别184

4.7.5 模态综合检验方法185

4.8 飞机地面振动试验全过程工作程序187

参考文献187

第五章 振动参数识别技术189

5.1 引言189

5.2 振动系统描述与参数识别分类190

5.2.1 描述离散振动系统的方法190

5.2.2 参数识别的分类194

5.3 模态参数识别的频域法195

5.3.1 频响函数分量法195

5.3.2 导纳圆拟合法197

5.3.3 整体模态参数识别法201

5.3.4 HP3565S信号处理系统204

5.4.1 ITD的单最小二乘法206

5.4 模态参数识别的时域法206

5.4.2 ITD的双最小二乘法208

5.4.3 复指数法208

5.4.4 多基准ITD法210

5.4.5 随机减量法213

5.5 模态参数识别的空间域正弦试验法216

5.5.1 问题的提出216

5.5.2 参数识别的某些概念217

5.6 物理参数识别219

5.6.1 完全模型与非完全模型219

5.6.2 物理参数识别方法分类220

5.6.3 摄动法220

5.6.4 优化方法222

5.6.5 矩阵分解法224

5.7 非参数模型估计230

5.7.1 频响函数的数字估计230

5.7.2 频响函数的几种估计法231

5.8 模态参数识别的试验技术233

5.8.1 模态参数识别的方框原理图233

5.8.2 试件的支持234

5.8.3 激振器的使用235

5.9 模态试验结果的分析与处理240

5.9.1 模态试验中的非线性240

5.9.2 由复模态参数求固有模态参数的方法241

5.9.3 轻型结构的模态试验243

5.9.4 试验结果的检验和有限元分析与试验模态分析间的比较244

5.10 载荷识别248

参考文献249

第六章 机械与结构故障的振动诊断251

6.1 引言251

6.1.1 故障诊断的意义251

6.1.2 故障的振动诊断253

6.1.3 机械故障与结构故障262

6.1.4 振动诊断技术的现状与展望264

6.2.1 故障信息与振动信号266

6.2 振动诊断的理论基础266

6.2.2 故障的振动信号提取与处理技术271

6.2.3 结构故障建模与识别280

6.3 机械故障的振动诊断的应用与监测技术296

6.3.1 滚动轴承故障的常用诊断与监测技术296

6.3.2 齿轮箱的振动监测技术302

参考文献315

第七章 动力环境试验316

7.1 引言316

7.1.1 动力环境试验的目的316

7.1.2 动力环境试验的发展历程317

7.1.3 动力环境试验的分类317

7.2 故障模式与破坏模型分析320

7.2.1 动力环境引起的故障模式320

7.2.2 动力环境破坏模型分析320

7.3.1 动力环境条件模拟的一般原则323

7.3 动力环境条件的模拟323

7.3.2 振动环境试验的模拟原理324

7.4 动力环境试验的一般程序与通用试验技术326

7.4.1 编写试验任务书327

7.4.2 编写试验大纲329

7.4.3 试验夹具的设计与制造329

7.4.5 初始检测，中间检测与最终检测333

7.4.6 试验333

7.4.4 试品的安装333

7.5 振动环境试验334

7.5.1 振动环境试验设计334

7.5.2 振动环境试验设备344

7.5.3 磁带随机振动试验353

7.5.4 加速等效振动试验设计357

7.6 冲击试验358

7.6.1 冲击试验类型358

7.6.2 冲击试验方法359

7.6.3 冲击试验设备363

7.6.5 试验中的一些技术要求364

7.6.4 冲击测量设备364

7.7 运输振动模拟试验365

7.7.1 试验目的与试验特点365

7.7.2 试验方法与试验设备365

7.8 晃动与晃振试验366

7.8.1 试验目的与特点366

7.8.2 试验方法367

7.8.3 晃动试验要求367

7.9 声振试验367

7.9.1 声振试验的目的及适用范围367

7.9.2 噪声源及其声压级368

7.9.3 声振试验方法369

7.9.4 声振试验设备371

7.10.1 试验目的与特点373

7.10.2 试验方法373

7.10 炮击振动试验373

7.10.3 试验中一些特定的技术要求378

7.11 综合环境试验378

7.11.1 环境应力综合作用分析378

7.11.2 综合环境试验的优点379

7.11.3 综合环境试验设备380

参考文献381

8.2 起落架落震试验383

8.2.1 落震试验目的与试验要求383

8.1 引言383

第八章 起落架动力试验技术383

8.2.2 落震试验技术384

8.2.3 落震试验设备394

8.3 前轮摆振试验398

8.3.1 摆振运动方程组398

8.3.2 摆振试验技术400

8.3.3 摆振试验设备414

参考文献417