工程振动测量仪器和测试技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国计量出版社

作者:杨学山

出品人:

页数:260

译者:

出版时间:2001-10

价格:25.50元

装帧:

isbn号码:9787502615215

丛书系列:

图书标签:

• 振动
• 工程振动
• 振动测量
• 测试技术
• 仪器
• 机械工程
• 信号处理
• 数据采集
• 工业检测
• 故障诊断
• 振动分析

《现代结构动力学与控制》 图书简介 本书系统地阐述了现代结构动力学的基础理论、分析方法及其在工程结构健康监测与主动控制中的应用。全书内容涵盖了从经典到前沿的多个方面，旨在为土木工程、机械工程、航空航天以及相关领域的科研人员、工程师和高年级本科生提供一本全面而深入的参考资料。 第一部分：结构动力学基础理论 本书首先回顾了工程结构的力学基础，重点介绍了连续体动力学和离散化模型的建立。内容包括： 单自由度和多自由度系统动力学： 详细推导了运动微分方程，讨论了自由振动、自由阻尼振动和强迫振动的解析解法。特别关注了模态分析的概念，包括主振型和固有频率的确定，以及模态叠加法在响应分析中的应用。 连续体结构的动力学： 聚焦于梁、板、壳等弹性体的振动理论。采用能量法和微分方程法，推导了各种典型边界条件下结构的自由振动方程和频率方程。着重探讨了高阶模态对结构整体动力响应的影响。 随机振动理论： 针对工程环境中普遍存在的随机荷载（如风、地震、海洋波浪），系统介绍了随机过程理论在结构动力学中的应用。内容包括功率谱密度函数、随机响应分析方法（如功率谱密度法、蒙特卡洛模拟）以及可靠性评估的初步介绍。 非线性动力学导论： 讨论了结构阻尼、材料非线性和几何非线性对动力响应的影响。介绍了分步积分法、谐波平衡法等非线性分析技术，并结合实际工程案例分析了非线性效应下的颤振和失稳问题。 第二部分：工程结构的振动分析与识别 本部分聚焦于如何从实际观测数据中提取和识别结构的动力学特性，这是结构健康监测（SHM）的核心内容。 模态实验技术： 全面介绍了现场模态试验的设计原则、数据采集系统和传感器选择。详细阐述了激振技术（如锤击、激振器）的选择与实施，以及响应测量技术（如加速度计、激光测振仪）的配置。 模态参数识别（Experimental Modal Analysis, EMA）： 深入讲解了频响函数（FRF）的测量与处理。重点介绍了基于频域的方法，如峰值法、半功率带宽法，以及时间域方法，如随机子空间识别（SSI）算法。对各种识别算法的优缺点、适用范围和参数选择进行了对比分析。 基于传感器的状态评估： 讨论了如何利用识别出的模态参数（频率、阻尼、振型）评估结构的损伤程度和位置。引入了基于模态柔度（Mode Shape Curvature）和模态应变能的损伤识别技术，并探讨了如何处理环境和操作条件的随机变化对识别结果的影响。 有限元模型更新： 阐述了如何利用实测模态数据对初始有限元模型进行修正，以提高模型的准确性。介绍了基于灵敏度分析和最优化的模型更新流程，包括参数化方法和非参数化方法。 第三部分：结构主动与被动控制 本部分将动力学分析结果应用于实际的减振降噪和抗震设计中。 被动控制技术： 详细分析了隔振系统（如橡胶垫、滑动支座）和能量耗散装置（如粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器）的工作原理和设计规范。重点探讨了如何通过优化阻尼器布置和参数，最大程度地提高结构的振动控制效果。 主动控制系统基础： 介绍了结构主动控制的基本概念、系统架构（传感器、控制器、执行器）。重点讲解了线性最优控制理论（LQR）在结构振动抑制中的应用。 智能与半主动控制： 深入探讨了基于半主动控制的减震策略。详细介绍了磁流变阻尼器（MR Damper）和电磁阻尼器的工作机理，以及基于切换控制、最优滑模控制等先进算法的控制策略。分析了半主动控制在不同荷载工况下的性能优势和局限性。 控制系统的实施与验证： 讨论了控制算法在实时硬件在环（HIL）平台上的测试与验证。强调了控制器延迟、执行器饱和等实际工程问题对控制性能的影响，并提出了相应的补偿措施。 特色与创新点 本书的显著特点是将理论分析与现代实验技术紧密结合。它不仅提供了扎实的理论基础，更强调了从实际工程测量数据出发，反演、识别和最终优化结构性能的全过程。书中包含了大量的例题和工程实例，特别是结合了当前流行的基于光纤传感、无线传感器网络（WSN）等新型监测技术在大型结构健康监测中的应用案例，具有很强的实践指导意义。全书结构严谨，逻辑清晰，是深入研究结构动力学与控制的必备参考书。

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这本书在系统地梳理了测量原理之后，紧接着对主流的振动测量设备进行了详尽的横向对比，这部分内容对我这种需要进行设备选型的人来说，简直是“及时雨”。它没有一味地推崇某一品牌或某一技术路线，而是采取了一种极其客观和中立的立场。作者分别从动态范围、频率响应特性、抗干扰能力以及成本效益比等多个维度，对压电式加速度计、光纤传感器和激光多普勒测振仪进行了深入剖析。尤其让我印象深刻的是，书中列举了一个表格，详细对比了不同传感器在高温、高湿和强电磁干扰环境下的性能衰减曲线，这些数据显然是基于大量的实验验证得出的，真实可靠，而不是厂商宣传册上的理想值。这种对技术局限性的坦诚揭示，恰恰体现了作者作为一线专家的严谨态度，它教会我们如何根据实际工况，做出最务实、最经济的设备选择，而不是盲目追求“高大上”的指标。

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我花了整整一个下午的时间，沉浸在第一章关于“信号采集与预处理”的论述中，深感作者的功力之深厚。他并没有像许多教材那样，仅仅停留在理论公式的堆砌上，而是真正做到了“从实践中来，到实践中去”。例如，在讲解抗混叠滤波器的设计时，他没有使用过于晦涩的数学推导，而是通过一个生动的桥梁工程师在野外测试某大型结构时的实际案例，详细阐述了采样频率选择不当导致的“幽灵频率”现象，以及如何通过合理的硬件滤波和软件插值来规避这些陷阱。这种叙事方式极大地拉近了读者与晦涩知识的距离，让抽象的电子学原理变得鲜活起来，仿佛作者正坐在你旁边，手把手地教你如何避免实际工程中的“坑”。特别是其中关于数据归一化和基线漂移消除的章节，提供了至少三种不同场景下的处理流程图，对比清晰，极具操作指导价值，完全可以直接应用到我的日常数据分析工作中去，而不是停留在纸上谈兵的层面。

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与其他侧重于理论推导的书籍相比，这本书最让我感到惊喜的是其对“不确定度评估”和“数据可视化”的重视程度。作者明白，在现代工程领域，任何测量结果都必须附带其可信度说明。书中关于A类和B类不确定度评定的章节，不仅提供了国际标准（如ISO指南）的引用，还基于工程实践，设计了一套简化但严谨的评估流程，针对数据采集链的各个环节（传感器误差、数据转换误差、环境影响等）如何叠加计算，给出了明确的步骤指导，这对于我们撰写规范的测试报告至关重要。此外，书中大量的配图，不再是简单的线条图，而是使用了大量现代化的三维频谱图、云图以及振动模式的动画示意（虽然书本上是静态图，但其设计感十足），这些高质量的可视化成果，极大地提升了报告的专业性和说服力，这本书真正做到了将测量科学的严谨性与工程报告的美学要求完美结合。

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这本书的装帧设计着实令人眼前一亮，封面采用了深邃的藏蓝色作为主色调，搭配着流线型的金色字体，那种沉稳中透着一丝科技感的韵味，让人在书店里第一眼就忍不住想翻开它。内页的纸张质感也颇为考究，那种微微泛黄的米白色，长时间阅读也不会感到刺眼，纸张的厚度适中，拿在手里沉甸甸的，很有分量感，不像某些轻飘飘的宣传册。更让我欣赏的是它内嵌的插图排版，那些复杂的工程图纸和仪器剖面图，线条清晰锐利，标注详尽，即便是初学者也能大致理解其结构和功能。尤其是书中对于某些关键传感器的细节放大图，处理得极为精细，仿佛触手可及一般，可见出版社在印刷和装帧上的投入是相当用心的。从书籍的物理形态来看，它无疑是一件值得收藏的专业工具书，不仅仅是知识的载体，更像是一件艺术品，散发着严谨而专业的工业美学气息，这种对细节的执着，也从侧面反映了作者对内容质量的自我要求。

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阅读过程中，我发现本书的章节组织逻辑呈现出一种螺旋上升的结构，这是我阅读许多技术书籍时很少见到的高效组织方式。它并非简单地从基础到高级的线性展开，而是在介绍完一项基础技术（比如时域分析）后，会立即穿插一个小型案例研究，将该技术置于一个模拟的真实工程场景中进行应用和检验。随后，当讲解到更复杂的频域分析或模态识别时，它会巧妙地回溯到之前的基础知识点，进行更深层次的拓展和深化，这使得知识点之间的关联性非常强，不容易产生学完就忘的情况。比如，在讲解FFT变换时，作者反复强调了窗函数选择对频谱泄漏的影响，并在后续的故障诊断章节中，用实际的轴承故障信号实例，直观展示了不同窗函数处理后的频谱差异，这种知识点的相互印证和强化，极大地提高了学习的效率和记忆的牢固度，让人感觉每读完一页，知识的结构都在不断地加固。

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