本書分為兩個部分：第壹部分從非數(shù)學角度簡要綜述了解決結構振動問題的方法，并介紹了一些試驗模態(tài)分析所需的基本理論、信號處理、激勵技術、模態(tài)參數(shù)識別等內(nèi)容；第二部分主要從現(xiàn)實經(jīng)驗出發(fā)，講述了測試設置、錘擊測試、激振器測試和參數(shù)估計的注意事項，以及試驗過程中的一些經(jīng)驗與技巧，并介紹了一些模態(tài)實例。本書語言生動，通俗易懂，內(nèi)容側(cè)重于模態(tài)測試實用技術及實踐經(jīng)驗，可以幫助模態(tài)測試相關人員輕松、快速、準確地掌握基本概念、方法和技巧，提升工程實踐能力。
本書可以作為機械制造、汽車、航空航天、石油化工、海洋工程、船舶等領域的工程技術人員和科研工作者從事模態(tài)測試工作的參考書，也可以作為理工類院校師生學習模態(tài)測試理論和方法的參考教材。
《從這里學NVH》的兄弟篇
極少使用煩人的數(shù)學公式，語言生動，通俗易懂
側(cè)重解決模態(tài)測試和模態(tài)分析中遇到的實際工程問題
模態(tài)試驗實用技術寶典，一本書搞定模態(tài)測試與模態(tài)分析
銅版紙全彩印刷，圖文并茂，清晰展現(xiàn)各種復雜圖表數(shù)據(jù)
這是一本關于試驗模態(tài)分析的書。當然，關于這個主題，市面上有許多其他教材，但這本書不同于那些教材。那些教材包含了模態(tài)研究人員或這方面的博士生期待的大量理論知識，但從實用角度來講，模態(tài)試驗人員不需要這些深厚的理論基礎，他們更希望得到執(zhí)行日常模態(tài)測試和從測量數(shù)據(jù)中開發(fā)一個模型所需要的一些關鍵信息。
本書是為各類新手、管理人員、工程師和工程技術人員而寫的，適合于：
需要具備一些基礎知識進行模態(tài)測試的新手們。
未涉及實驗動力學測試的工程師。
需要做一些測試但又沒有人指導的研究生。
具有模態(tài)試驗任務的小公司里的工程師。
經(jīng)驗豐富的模態(tài)測試工程師晉升為管理者或者退休，需要承擔他們之前工作的其他工程師。
需要理解模態(tài)基礎知識，以便為重要的模態(tài)項目尋求資金支持的管理人員。
需要撰寫測試方案、開展測試以及從獲得的數(shù)據(jù)中提取有用的信息的工程師。
需要采集有用的數(shù)據(jù)開發(fā)模型的工程技術人員。
為了提供用于評估系統(tǒng)、理解動態(tài)特性和解決復雜的結構動力學問題的模型，需要理解每一步都要做什么的所有人。
雖然本書并不是為了給那些精通模態(tài)分析的人留下深刻印象，但是如果他們從來沒有在實驗室環(huán)境中工作過，并且只開發(fā)了解決這些問題的理論方法，那么這些人會在本書中找到關于模態(tài)測試非常實用的信息。本書同樣適合于做研究的博士生，他們的研究課題需要開發(fā)實驗結構動力學模型，他們并不直接專注于實驗模態(tài)分析，而他們的導師又不熟悉模態(tài)分析，但他們的確需要有意義的測量，使他們不至于陷入復雜的實驗模態(tài)分析中去。
本書也可以作為本科生的課堂教材，給他們介紹進行實驗模態(tài)測試必備的基本概念。同樣可以作為研究生結構動力學課程中與實驗相關的教材，或者作為振動課程的補充。本書材料豐富，便于高年級本科生或低年級研究生進行實驗模態(tài)分析學習時參考。
本書原本專注于實驗模態(tài)分析的實踐方面，但為了說明實驗模態(tài)測試的某些方法論，以及這些方法的理論基礎來源，本書也有少量的理論描述部分。但多數(shù)情況下，只給出了相應理論（或者是一些推導的最終公式），因為本書不是要描述理論的詳細細節(jié)，而是要應用這些理論去解決現(xiàn)實問題。在振動領域，市面上有大量的好教材，但很少有教材包含本書中的內(nèi)容。市面上也有許多實驗模態(tài)分析的教材，但它們包含了太多的理論，都假設現(xiàn)實的測試很簡單或很直觀。
早在20世紀90年代末，實驗力學學會下屬的Experimental Techniques(《實驗技術》）雜志連載了模態(tài)空間回歸基礎的系列文章，這個系列持續(xù)連載了17年。這個系列解決了實驗模態(tài)分析測試人員經(jīng)常會遇到的各類簡單的問題。這些文章長度從沒有超過兩頁，介紹了實驗模態(tài)分析的各類主題。這些文章是一篇一篇發(fā)布的，之所以這樣做，是因為這些材料來源于每年的行業(yè)模態(tài)研討會、模態(tài)教學和在這個領域工作20多年中收到的許多有關模態(tài)問題的郵件。本書將之前所有的那些材料放置在一起形成了一個更加完整的知識體系。
模態(tài)試驗實用技術實踐者指南
前言因此，本書分為兩大部分，第一部分更多地介紹傳統(tǒng)的計算模態(tài)與實驗模態(tài)分析相關的理論知識，第二部分主要介紹了與實驗模態(tài)分析相關的實踐問題，之后的附錄介紹了一些實用信息。第1章是對整個實驗模態(tài)測試的簡單概述，這對于從事模態(tài)分析的新人來說是非常有幫助的。第2章從物理空間、模態(tài)空間、拉氏域和頻域描述了與單自由度系統(tǒng)和多自由度系統(tǒng)相關的理論方程。第3章總結了所有與數(shù)字信號處理技術相關的問題，采集數(shù)據(jù)時需要使用這些數(shù)字信號處理技術，同時也描述了與頻域數(shù)據(jù)和干擾相關的采樣問題。第4章介紹了當今模態(tài)測試常用的激勵技術錘擊激勵和激振器激勵。第5章包含了模態(tài)參數(shù)估計必備的一些基本信息。第6章與測試設置有關，貫穿整個模態(tài)測試過程。第7章列舉了許多與錘擊測試相關的實例，錘擊測試是傳統(tǒng)實驗模態(tài)測試應用最為廣泛的激勵技術。第8章進一步討論了激振器激勵技術，以及與執(zhí)行這類測試相關的問題，也包括多輸入多輸出測試。第9章提供了采用不同的模態(tài)參數(shù)提取方法時需要考慮的數(shù)據(jù)縮減思路。第10章和11章給出了與模態(tài)測試相關的各種不同問題，這些問題很難放在之前的章節(jié)中，因為它們跨越了多個主題，對于特定的一章來說，放置在哪里都是不合適的。書中同時也有幾個附錄，給出了一些非常簡單的分析模型，這可以幫助展示一些數(shù)學處理過程。這些附錄提供的信息對模態(tài)測試工程師來說是極其有幫助的。最后幾個附錄給出了一些數(shù)據(jù)用于模態(tài)參數(shù)估計，同時也給出了結果。這些數(shù)據(jù)在本書的網(wǎng)頁上提供了通用數(shù)據(jù)格式，讀者可以自行下載，使用自己的軟件進行處理，處理后的結果可與書中的結果進行對比。
最后，我在模態(tài)分析領域工作這些年里，有太多的人需要感謝。我于20世紀70年代中期參加工作，早期遇到了John OCallahan和GDudley Shepard，他們當時就讀于洛厄爾大學（前洛厄爾理工大學）。John是分析人員，而Dudley是實驗人員，他們在馬薩諸塞州立大學洛厄爾校區(qū)模態(tài)分析和控制實驗室是一對搭檔。我曾以顧問、導師和同事等多種不同的身份與John共事。
作者簡介：
本書原作者是模態(tài)大師Peter Avitabile教授，美國馬薩諸塞州立大學洛威爾校區(qū)機械工程系模態(tài)分析和控制實驗室主任，分別從美國曼哈頓機械工程學院、羅德島大學和馬薩諸塞州立大學獲得學士、碩士和博士學位
模態(tài)技術領域國際大師，在有限元設計與分析和實驗模態(tài)分析技術方面有著30多年的經(jīng)驗，主要研究結構動力學，專注于結構動力學建模、測試、分析模型與實驗模型的相關性分析，以及動力學模型的高級應用
在Sound & Vibration雜志和International Modal Analysis Conference（國際模態(tài)分析會議）發(fā)表了多篇技術論文與專著，其中他的Modal Space系列文章連續(xù)21年發(fā)表在Experiment Techniques（《實驗技術》）雜志上，并由實驗力學協(xié)會（SEM）出版發(fā)行
譯者簡介
譚祥軍，暢銷書《從這里學NVH》作者，2018年度機械工業(yè)出版社機械分社優(yōu)秀作者，中國振動工程學會模態(tài)分析與試驗專業(yè)委員會委員，中國汽車工程學會會員，從事NVH工作超十年，具有豐富的NVH測試與分析經(jīng)驗，尤其是模態(tài)測試與分析。運營原創(chuàng)微信公眾號模態(tài)空間，聚焦NVH與疲勞方面的知識分享，三年時間匯聚了全國各行各業(yè)從事振動噪聲工作與研究的相關人士，訂閱用戶已超過50000人。公眾號分享內(nèi)容包括數(shù)據(jù)采集、信號處理、模態(tài)分析、振動理論、聲學知識、TPA分析、CAE分析及旋轉(zhuǎn)機械、車輛行業(yè)等行業(yè)知識，以及模態(tài)分析外文經(jīng)典著作Modal Space in Our Own Little World譯文，原創(chuàng)文章超500篇。
錢小猛，碩士畢業(yè)于浙江大學機械工程學院。從事NVH工作近10年，具有扎實的模態(tài)分析理論功底和豐富的模態(tài)測試經(jīng)驗，并對振動控制有較深的研究。碩士期間主要從事試驗模態(tài)分析算法的研究，曾參與試驗模態(tài)分析軟件的開發(fā)工作。現(xiàn)任職于西門子工業(yè)軟件，在Simcenter Customer Support部門擔任測試產(chǎn)品高級應用支持工程師，主要負責振動控制產(chǎn)品技術支持、基于Testlab的二次開發(fā)以及一些大用戶的常規(guī)NVH產(chǎn)品技術支持。
譯者序
前言
第一部分使用頻響函數(shù)方法的實驗模態(tài)分析概述
第1章實驗模態(tài)分析介紹：非數(shù)學角度的簡單概述
1.1你能為我解釋模態(tài)分析嗎？
1.2什么樣的測量稱為FRF？
1.3錘擊測試和激振器測試有什么不同？
1.4錘擊測試最需要考慮什么？
1.5激振器測試最需要考慮什么？
1.6請告訴我窗函數(shù)的更多方面，它們似乎相當重要！
1.7從平板的FRF怎樣得到模態(tài)振型？
1.8模態(tài)數(shù)據(jù)和工作數(shù)據(jù)
1.8.1什么是工作數(shù)據(jù)？
1.8.2什么是好的模態(tài)數(shù)據(jù)？
1.8.3采集模態(tài)數(shù)據(jù)還是工作數(shù)據(jù)？
1.9總結
第2章實驗模態(tài)分析的一般理論
2.1引言
2.2基本模態(tài)分析理論SDOF
2.2.1單自由度系統(tǒng)方程
2.2.2簡諧激勵下的單自由度系統(tǒng)響應
2.2.3單自由度系統(tǒng)的阻尼估計
2.2.4阻尼變化下的響應評估
2.2.5單自由度系統(tǒng)的拉普拉斯域方法
2.2.6系統(tǒng)傳遞函數(shù)
2.2.7傳遞函數(shù)的不同形式
2.2.8單自由度系統(tǒng)的留數(shù)
2.2.9單自由度系統(tǒng)的頻響函數(shù)
2.2.10單自由度系統(tǒng)的傳遞函數(shù)、頻響函數(shù)、S平面
2.2.11單自由度系統(tǒng)頻響函數(shù)的控制區(qū)域
2.2.12頻響函數(shù)的不同形式
2.2.13復數(shù)頻響函數(shù)
2.3基本模態(tài)分析理論MDOF
2.3.1多自由度系統(tǒng)方程
2.3.2多自由度系統(tǒng)的拉氏域
2.3.3頻響函數(shù)
2.3.4從頻響函數(shù)中得到模態(tài)振型
2.3.5點到點的頻響函數(shù)
2.3.6正弦激勵下的多自由度系統(tǒng)響應
2.3.7實例：三個測量自由度的懸臂梁
2.3.8時域、頻域和模態(tài)域總結
2.3.9使用模態(tài)疊加計算強迫響應
2.4總結
模態(tài)試驗實用技術實踐者指南
目錄第3章與實驗模態(tài)分析相關的信號處理和測量方法
3.1引言
3.2時域和頻域
3.3數(shù)據(jù)采集的一些通用信息
3.4時域信號數(shù)字化
3.5量化
3.5.1ADC欠載
3.5.2ADC過載
3.6AC耦合
3.7采樣定理
3.8混疊
3.9什么是傅里葉變換？
3.9.1傅里葉變換和離散傅里葉變換
3.9.2FFT：周期信號
3.9.3FFT：非周期信號
3.10泄漏和最小化泄漏
3.11窗函數(shù)和泄漏
3.11.1矩形窗
3.11.2漢寧窗
3.11.3平頂窗
3.11.4比較窗函數(shù)可能的最嚴重泄漏失真情況
3.11.5比較矩形窗、漢寧窗和平頂窗
3.11.6力窗
3.11.7指數(shù)窗
3.11.8窗函數(shù)的頻域卷積
3.12頻響函數(shù)公式
3.13典型的測量
3.13.1時域信號和自功率譜
3.13.2典型測量：互功率譜
3.13.3典型測量：頻響函數(shù)
3.13.4典型測量：相干函數(shù)
3.14時域和頻域的關系定義
3.15帶噪聲的輸入輸出模型
3.15.1H1估計：只有輸出有噪聲
3.15.2H2估計：只有輸出有噪聲
3.15.3H1估計：只有輸入有噪聲
3.15.4H2估計：只有輸入有噪聲
3.16總結
第4章激勵技術
4.1引言
4.2錘擊激勵技術
4.2.1力錘
4.2.2力錘錘頭選擇
4.2.3錘擊激勵有效頻率范圍
4.2.4錘擊激勵的力窗
4.2.5預觸發(fā)延遲
4.2.6二次連擊
4.2.7錘擊的響應
4.2.8移動力錘與固定力錘的對比和互易性
4.2.9錘擊測試：一組測量實例
4.3激振器激勵
4.3.1模態(tài)激振器設置
4.3.2激振器激勵技術的發(fā)展
4.3.3正弦掃頻激勵
4.3.4純隨機激勵
4.3.5加窗的純隨機激勵
4.3.6純隨機激勵重疊處理
4.3.7偽隨機激勵
4.3.8周期隨機激勵
4.3.9猝發(fā)隨機激勵
4.3.10正弦快掃激勵
4.3.11數(shù)字步進正弦激勵
4.4通過焊接結構對比不同的激勵
4.4.1不加窗的隨機激勵
4.4.2加漢寧窗的隨機激勵
4.4.3不加窗的猝發(fā)隨機激勵
4.4.4不加窗的正弦快掃激勵
4.4.5比較隨機激勵、猝發(fā)隨機和正弦快掃
4.4.6比較共振峰處的隨機激勵和猝發(fā)隨機
4.4.7使用正弦快掃做線性檢查
4.5多輸入多輸出測量
4.5.1對比多輸入和單輸入測試（一）
4.5.2焊接件的多輸入和單輸入對比（一）
4.5.3對比多輸入和單輸入測試（二）
4.5.4焊接件的多輸入和單輸入對比（二）
4.5.5多部件結構的MIMO測量
4.6總結
第5章模態(tài)參數(shù)估計技術
5.1引言
5.2實驗模態(tài)分析
5.2.1數(shù)據(jù)的最小二乘近似
5.2.2模態(tài)參數(shù)估計方法分類
5.3模態(tài)參數(shù)提取
5.3.1峰值拾取技術
5.3.2圓擬合Kenedy和Pancu
5.3.3SDOF多項式
5.3.4帶外模態(tài)的殘余影響
5.3.5MDOF多項式
5.3.6最小二乘復指數(shù)法
5.3.7時域和頻域估計的高級形式
5.3.8通用的時域技術
5.3.9通用的頻域技術
5.3.10時域和頻域表示的一般考慮因素
5.3.11模態(tài)參數(shù)估計的其他方面
5.3.12模態(tài)參數(shù)估計的兩個步驟
5.4模態(tài)識別工具
5.4.1集總函數(shù)
5.4.2模態(tài)指示函數(shù)
5.4.3復模態(tài)指示函數(shù)
5.4.4穩(wěn)態(tài)圖
5.4.5PolyMAX
5.5模態(tài)模型驗證工具
5.5.1使用提取的參數(shù)綜合頻響函數(shù)
5.5.2模態(tài)置信準則
5.5.3模態(tài)參與因子
5.5.4模態(tài)超復雜性
5.5.5平均相位共線性和平均相位偏差
5.6工作模態(tài)分析
5.7總結
第二部分試驗模態(tài)測試實踐中的注意事項
第6章試驗設置的注意事項
6.1測試方案
6.2需要多少階模態(tài)？
6.3感興趣的頻率范圍
6.4可能的傳感器
6.5測試配置
6.6需要多少測點？
6.7激勵技術
6.8需要考慮的
書單推薦
