模态试验实用技术：实践者指南

作　者：	彼得·阿维塔比莱
出版社：	机械工业出版社
丛编项：
版权说明：	本书为出版图书，暂不支持在线阅读，请支持正版图书
标　签：	暂缺

ISBN	出版时间	包装	开本	页数	字数
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作者简介

　　作者简介：本书原作者是模态大师Peter Avitabile教授，美国马萨诸塞州立大学洛威尔校区机械工程系模态分析和控制实验室主任，分别从美国曼哈顿机械工程学院、罗德岛大学和马萨诸塞州立大学获得学士、硕士和博士学位模态技术领域国际大师，在有限元设计与分析和实验模态分析技术方面有着30多年的经验，主要研究结构动力学，专注于结构动力学建模、测试、分析模型与实验模型的相关性分析，以及动力学模型的高级应用在Sound & Vibration杂志和International Modal Analysis Conference（国际模态分析会议）发表了多篇技术论文与专著，其中他的Modal Space系列文章连续21年发表在Experiment Techniques（《实验技术》）杂志上，并由实验力学协会（SEM）出版发行译者简介谭祥军，畅销书《从这里学NVH》作者，2018年度机械工业出版社机械分社优秀作者，中国振动工程学会模态分析与试验专业委员会委员，中国汽车工程学会会员，从事NVH工作超十年，具有丰富的NVH测试与分析经验，尤其是模态测试与分析。运营原创微信公众号“模态空间”，聚焦NVH与疲劳方面的知识分享，三年时间汇聚了全国各行各业从事振动噪声工作与研究的相关人士，订阅用户已超过50000人。公众号分享内容包括数据采集、信号处理、模态分析、振动理论、声学知识、TPA分析、CAE分析及旋转机械、车辆行业等行业知识，以及模态分析外文经典著作Modal Space in Our Own Little World译文，原创文章超500篇。钱小猛，硕士毕业于浙江大学机械工程学院。从事NVH工作近10年，具有扎实的模态分析理论功底和丰富的模态测试经验，并对振动控制有较深的研究。硕士期间主要从事试验模态分析算法的研究，曾参与试验模态分析软件的开发工作。现任职于西门子工业软件，在Simcenter Customer Support部门担任测试产品高级应用支持工程师，主要负责振动控制产品技术支持、基于Testlab的二次开发以及一些大用户的常规NVH产品技术支持。

内容简介

本书分为两个部分：第壹部分从非数学角度简要综述了解决结构振动问题的方法，并介绍了一些试验模态分析所需的基本理论、信号处理、激励技术、模态参数识别等内容；第二部分主要从现实经验出发，讲述了测试设置、锤击测试、激振器测试和参数估计的注意事项，以及试验过程中的一些经验与技巧，并介绍了一些模态实例。本书语言生动，通俗易懂，内容侧重于模态测试实用技术及实践经验，可以帮助模态测试相关人员轻松、快速、准确地掌握基本概念、方法和技巧，提升工程实践能力。本书可以作为机械制造、汽车、航空航天、石油化工、海洋工程、船舶等领域的工程技术人员和科研工作者从事模态测试工作的参考书，也可以作为理工类院校师生学习模态测试理论和方法的参考教材。

图书目录

译者序

前言

部分使用频响函数方法的实验模态分析概述

第1章实验模态分析介绍：非数学角度的简单概述

1.1你能为我解释模态分析吗？

1.2什么样的测量称为FRF？

1.3锤击测试和激振器测试有什么不同？

1.4锤击测试需要考虑什么？

1.5激振器测试需要考虑什么？

1.6请告诉我窗函数的更多方面，它们似乎相当重要！

1.7从平板的FRF怎样得到模态振型？

1.8模态数据和工作数据

1.8.1什么是工作数据？

1.8.2什么是好的模态数据？

1.8.3采集模态数据还是工作数据？

1.9总结

第2章实验模态分析的一般理论

2.1引言

2.2基本模态分析理论——SDOF

2.2.1单自由度系统方程

2.2.2简谐激励下的单自由度系统响应

2.2.3单自由度系统的阻尼估计

2.2.4阻尼变化下的响应评估

2.2.5单自由度系统的拉普拉斯域方法

2.2.6系统传递函数

2.2.7传递函数的不同形式

2.2.8单自由度系统的留数

2.2.9单自由度系统的频响函数

2.2.10单自由度系统的传递函数、频响函数、S平面

2.2.11单自由度系统频响函数的控制区域

2.2.12频响函数的不同形式

2.2.13复数频响函数

2.3基本模态分析理论——MDOF

2.3.1多自由度系统方程

2.3.2多自由度系统的拉氏域

2.3.3频响函数

2.3.4从频响函数中得到模态振型

2.3.5点到点的频响函数

2.3.6正弦激励下的多自由度系统响应

2.3.7实例：三个测量自由度的悬臂梁

2.3.8时域、频域和模态域总结

2.3.9使用模态叠加计算强迫响应

2.4总结

模态试验实用技术实践者指南

目录第3章与实验模态分析相关的信号处理和测量方法

3.1引言

3.2时域和频域

3.3数据采集的一些通用信息

3.4时域信号数字化

3.5量化

3.5.1ADC欠载

3.5.2ADC过载

3.6AC耦合

3.7采样定理

3.8混叠

3.9什么是傅里叶变换？

3.9.1傅里叶变换和离散傅里叶变换

3.9.2FFT：周期信号

3.9.3FFT：非周期信号

3.10泄漏和小化泄漏

3.11窗函数和泄漏

3.11.1矩形窗

3.11.2汉宁窗

3.11.3平顶窗

3.11.4比较窗函数可能的严重泄漏失真情况

3.11.5比较矩形窗、汉宁窗和平顶窗

3.11.6力窗

3.11.7指数窗

3.11.8窗函数的频域卷积

3.12频响函数公式

3.13典型的测量

3.13.1时域信号和自功率谱

3.13.2典型测量：互功率谱

3.13.3典型测量：频响函数

3.13.4典型测量：相干函数

3.14时域和频域的关系定义

3.15带噪声的输入输出模型

3.15.1H1估计：只有输出有噪声

3.15.2H2估计：只有输出有噪声

3.15.3H1估计：只有输入有噪声

3.15.4H2估计：只有输入有噪声

3.16总结

第4章激励技术

4.1引言

4.2锤击激励技术

4.2.1力锤

4.2.2力锤锤头选择

4.2.3锤击激励有效频率范围

4.2.4锤击激励的力窗

4.2.5预触发延迟

4.2.6二次连击

4.2.7锤击的响应

4.2.8移动力锤与固定力锤的对比和互易性

4.2.9锤击测试：一组测量实例

4.3激振器激励

4.3.1模态激振器设置

4.3.2激振器激励技术的发展

4.3.3正弦扫频激励

4.3.4纯随机激励

4.3.5加窗的纯随机激励

4.3.6纯随机激励重叠处理

4.3.7伪随机激励

4.3.8周期随机激励

4.3.9猝发随机激励

4.3.10正弦快扫激励

4.3.11数字步进正弦激励

4.4通过焊接结构对比不同的激励

4.4.1不加窗的随机激励

4.4.2加汉宁窗的随机激励

4.4.3不加窗的猝发随机激励

4.4.4不加窗的正弦快扫激励

4.4.5比较随机激励、猝发随机和正弦快扫

4.4.6比较共振峰处的随机激励和猝发随机

4.4.7使用正弦快扫做线性检查

4.5多输入多输出测量

4.5.1对比多输入和单输入测试（一）

4.5.2焊接件的多输入和单输入对比（一）

4.5.3对比多输入和单输入测试（二）

4.5.4焊接件的多输入和单输入对比（二）

4.5.5多部件结构的MIMO测量

4.6总结

第5章模态参数估计技术

5.1引言

5.2实验模态分析

5.2.1数据的小二乘近似

5.2.2模态参数估计方法分类

5.3模态参数提取

5.3.1峰值拾取技术

5.3.2圆拟合——Kenedy和Pancu

5.3.3SDOF多项式

5.3.4带外模态的残余影响

5.3.5MDOF多项式

5.3.6小二乘复指数法

5.3.7时域和频域估计的高级形式

5.3.8通用的时域技术

5.3.9通用的频域技术

5.3.10时域和频域表示的一般考虑因素

5.3.11模态参数估计的其他方面

5.3.12模态参数估计的两个步骤

5.4模态识别工具

5.4.1集总函数

5.4.2模态指示函数

5.4.3复模态指示函数

5.4.4稳态图

5.4.5PolyMAX

5.5模态模型验证工具

5.5.1使用提取的参数综合频响函数

5.5.2模态置信准则

5.5.3模态参与因子

5.5.4模态超复杂性

5.5.5平均相位共线性和平均相位偏差

5.6工作模态分析

5.7总结

第二部分试验模态测试实践中的注意事项

第6章试验设置的注意事项

6.1测试方案

6.2需要多少阶模态？

6.3感兴趣的频率范围

6.4可能的传感器

6.5测试配置

6.6需要多少测点？

6.7激励技术

6.8需要考虑的