本书系统介绍了机械及工程结构的振动试验分析理论和测量技术。全书共12章。第1～5章阐述有关振动测量的基本概念、信号适调和数据採集、感测器技术及常规测量方法；第6、7章介绍振动信号的处理和分析基本理论、随机振动的基本概念和信号分析，增加了拉氏变换与Z变换的比较及随机减量法的内容；第8、9章着重介绍频响分析和模态分析的物理概念和最基本的模态分析方法，并专题介绍了应变模态理论；第10、11章主要阐述振动和冲击隔离理论与方法、机械故障信号分析和运行监测；第12章介绍结构振动试验的模型理论，并专题介绍了模型模态分析的相似理论。全书由浅入深，着重基本概念和实验技术的介绍，系统引入了现代振动实验和分析技术，所引图表和公式均充分考虑了工程可套用性。

本书可作为力学、航天航空、机械、精密仪器、汽车、动力、土木、工程物理等专业的高年级本科生和研究生的教材或参考用书，也可供从事相关研究和套用的广大科研和工程技术人员学习与参考。

本书第1版自2004年问世以来，受到广大读者的欢迎，期间多次重印，使我们有机会在2011年第3次重印前对书中的错误和不足进行较系统的修订。虽然如此，作者仍时常感到本书的内容难以完全满足现行教学和技术普及发展的需求，因此，在读者和出版社的鼓励下，我们对原书进行适当的修改，以适应现行教学和技术发展的新趋势。

在第2版中，我们更加注重工程观念和标準化的贯彻，增加了一些常见感测器的指标、材料和结构物性参数表、製造商信息和国家标準等内容，以方便读者对工程套用有基本的了解。对更进一步的内容，文中在适当的地方标出相应的参考书，以方便读者获得更详细的信息。全书的名词术语也都儘可能根据国家标準的规定统一。同时，为方便读者进一步阅读英文文献，也方便国际留学生理解中文讲授的内容，本书给出了重要名词术语的英文翻译。为方便读者阅读的检索，还编制了本书重要名词术语汉英对照及索引。

为帮助读者进一步理解本书的基本内容和概念，各章都编制了相应的複习思考题。

本版注重相关科学家的介绍，在不同章节对书中涉及的部分科学家进行简要介绍，让读者能方便了解相关技术的开创者，了解科技发展的历史，增加学习的趣味性。

作者2015年3月

第1章振动测试概论1

11振动测试的一般意义1

12振动系统的力学模型和振动参数2

13简谐振动的表示方法6

14周期振动的峰值、有效值和平均值9

15周期振动的频谱表示法12

16振动测量方法13

17振动感测器的原理及分类15

18振动测量的若干术语17

19振动测量仪器的主要性能指标18

110对数标尺与分贝表示法23

111机械振动、冲击与状态监测标準27

习题32

第2章振动信号感测器34

21惯性式感测器的力学原理34

22位移计型惯性式拾振器的构成特点36

23动圈型磁电式速度拾振器38

24加速度计的构成特点41

25压电式加速度计及其套用问题44

26伺服式加速度感测器57

27关于周期信号测量中波形畸变的讨论61

28振动感测器的标定64

29电涡流感测器69

210电容位移和加速度感测器75

211压阻式加速度计78

212其他常用感测器和测量方法81

习题84

工程振动试验分析(第2版)目录

第3章若干现代感测器介绍85

31薄膜格线式压力感测器85

32智慧型感测器88

33光学干涉法测量简谐振动位移90

34雷射都卜勒外差干涉法测量位移、角度和速度92

35光纤陀螺97

36光纤加速度感测器99

37无线感测器及无线测试技术概述100

习题105

第4章信号适调与数据採集106

41多路复用技术107

42通用放大109

43隔离118

44模数转换120

习题126

第5章机械振动的运动量和动特性参数的常用测量方法127

51概述127

52简谐振动频率的测量128

53两个同频简谐振动相位差的测量132

54振动系统固有频率的测量137

55衰减係数及相对阻尼係数的测量147

56质量或刚度的测量153

57周期振动总振级的测量155

58周期振动的频谱分析156

习题162

第6章振动信号的处理和分析(基本理论)163

61信号的分类163

62傅立叶变换164

63抽样信号的傅立叶变换174

64离散傅立叶变换176

65数位讯号分析中的抗混滤波和加窗182

66快速傅立叶变换188

67选带傅立叶分析190

68功率谱与功率谱密度分析193

69线性系统的输入与输出关係195

610拉普拉斯变换与Z变换197

习题201

第7章随机振动的基本概念和信号分析203

71随机振动的统计特性205

72相关分析215

73功率谱密度分析219

74随机减量法229

习题232

第8章机械阻抗法与频响分析233

81振动系统机械阻抗和导纳的概念234

82单自由度系统的频响特性和导纳曲线242

83单自由度约束系统导纳的五种曲线及其特点248

84五种类型的导纳曲线的比较253

85具有结构阻尼的情况256

86导纳曲线分析法原理260

习题265

第9章多自由度系统模态分析与试验266

91多自由系统回响的模态叠加法266

92振动系统的物理模型和模态模型间的转换268

93频响函式269

94频响函式的图像272

95频响函式的留数表示法277

96复模态问题281

97模态试验準备及试验设计282

98模态试验常用激励方法287

99单点宽频带激振条件下结构系统频响函式的估计292

910频域模态参数识别——单模态识别法297

911模态振型标準化304

912频域模态参数识别——多模态识别法306

913应变模态分析及参数识别309

习题313

第10章振动和冲击控制的基本概念和方法316

101振源的隔离（主动隔振）316

102被动隔振（设备隔振）321

103振动隔离设计322

104冲击隔离324

105动力消振器333

106阻尼处理340

习题344

第11章机械故障信号的测量分析和运行监测346

111故障信号测量中通常应考虑的问题346

112信号调製现象及边频分析350

113倒频谱分析353

114旋转机械的故障信号分析357

115齿轮箱故障信号分析361

116工业机械的运行监测和故障诊断365

习题371

第12章振动结构的模型理论372

121引言372

122量纲分析373

123模型理论381

124实验模态分析中的模型律389

125关于畸变模型及模型试验中的若干其他问题397

习题400

索引401

参考文献408

第1章振动测试概论1

11振动测试的一般意义1

12振动系统的力学模型和振动参数2

13简谐振动的表示方法6

14周期振动的峰值、有效值和平均值9

15周期振动的频谱表示法12

16振动测量的若干术语13

17振动测量仪器的主要性能指标15

18对数标尺与分贝表示法19

第2章振动信号感测器24

21惯性式感测器的力学原理24

22位移计型惯性式拾振器的构成特点26

23动圈型磁电式速度拾振器28

24加速度计的构成特点30

25压电式加速度计及其套用问题33

26伺服式加速度感测器44

27关于周期信号测量中波形畸变的讨论48

28振动感测器的标定51

29电涡流感测器56

210其他常用感测器和测量方法62

第3章若干现代感测器介绍66

31薄膜格线式压力感测器66

32智慧型感测器（SmartSensor）69

33光学干涉法测量简谐振动位移71

34雷射都卜勒外差干涉法测量位移、角度和速度73

35光纤陀螺78

36光纤加速度感测器80

工程振动试验分析目录第4章信号适调与数据採集82

41多路复用技术（Multiplexing）83

42通用放大（GeneralAmplification）85

43隔离（Isolation）94

44模数转换(AnalogtoDigitalConverters)97

第5章机械振动的运动量和动特性参数的常用测量方法103

51概述103

52简谐振动频率的测量104

53两个同频简谐振动相位差的测量108

54振动系统固有频率的测量113

55衰减係数及相对阻尼係数的测量123

56质量或刚度的测量130

57周期振动总振级的测量132

58周期振动的频谱分析133

第6章振动信号的处理和分析（基本理论）139

61信号的分类139

62傅立叶变换140

63离散傅氏变换149

64快速傅氏变换159

65选带傅氏分析（ZOOMFFT）161

66功率谱与功率谱密度分析163

67线性系统的输入与输出关係166

68拉普拉斯变换与Z变换168

第7章随机振动的基本概念和信号分析173

71随机振动的统计特性175

72相关分析185

73功率谱密度分析190

74随机减量法（RandomDecrementTechnique）200

第8章机械阻抗法与频响分析205

81振动系统机械阻抗和导纳的概念206

82单自由度系统的频响特性和导纳曲线214

83单自由度约束系统导纳的五种曲线及其特点222

84五种类型的导纳曲线的比较227

85具有结构阻尼的情况230

86导纳曲线分析法原理234

第9章多自由度系统模态分析与试验240

91多自由系统回响的模态迭加法240

92振动系统的物理模型和模态模型间的转换242

93频响函式243

94频响函式的图像246

95频响函式的留数表示法251

96复模态问题255

97模态试验準备及试验设计256

98模态试验常用激励方法261

99单点宽频带激振条件下结构系统频响函式的估计266

910频域模态参数识别——单模态识别法271

911模态振型标準化279

912频域模态参数识别——多模态识别法281

913应变模态分析及参数识别283

第10章振动和冲击控制的基本概念和方法289

101振源的隔离（主动隔振）289

102被动隔振（设备隔振）294

103振动隔离设计295

104冲击隔离297

105动力消振器307

106阻尼处理314

第11章机械故障信号的测量分析和运行监测319

111故障信号测量中通常应考虑的问题319

112信号调製现象及边频分析323

113倒频谱分析327

114旋转机械的故障信号分析331

115齿轮箱故障信号分析336

116工业机械的运行监测和故障诊断339

第12章振动结构的模型理论346

121引言346

122量纲分析347

123模型理论356

124实验模态分析中的模型律364

125关于畸变模型及模型试验中的若干其他问题372

主要参考文献376