英文名称：Vibration measurement technique

课程编码：MECH4207

学时：42        学分：2

适用对象：工程力学专业

先修课程：高等数学、工程数学、振动力学、电子线路等

使用教材及参考书：

李方泽主编，《工程振动测试与分析》，高等教育出版社，1992

    胡时岳主编，《机械振动与冲击测试技术》，科学出版社，1982

    吴三灵主编，《实用振动测试技术》，兵器工业出版社，1993

    曹树谦主编，《振动结构模态分析》，天津大学出版社，2001

一、课程性质、目的和任务

振动测试技术是一门集振动理论、机械、电子线路、数据处理等为一体的多科性学科，已成为解决大型、精密及复杂工程振动问题的主要手段。作为动力学的一个分支，振动测试技术是以振动理论为基础，用实验手段分析和解决工程振动问题，其工程应用领域非常宽阔。

开设这门课程的目的是：让学生了解力学在工程实际中的应用价值；拓宽学生观察和分析问题的基本思路；培养学生知识运用和解决实际问题的能力。

二、教学基本要求

1．掌握各种振动过程时域与频域特征参数的描述方法，掌握用实验方法观察和分析工程振动问题的基本思路。

2．了解振动测试技术的工程应用领域及常用的三种测量方法，机械法、光测法作为一般了解，重点掌握电测法测量振动的基本原理和测试系统。

3．掌握简谐振动和一般振动的幅值、频率测试与分析方法。

4．掌握结构的模态参数测试技术：各种激励方式的优缺点、激振点和测量点的选择、模态频率、模态阻尼比、模态振型的确定方法。

5．掌握冲击运动的特点，冲击峰值与持续时间的测试方法，冲击脉宽与频率范围的关系。

6．掌握位移、速度、加速度及力传感器的力学原理，机械接受与机电转换原理，特性参数的定义及使用、安装方法。

7．掌握电动与机械式振动台和激振器、冲击力锤的工作原理和使用方法、特点和使用场合；了解液压式振动台和激振器、压电晶体片的激励原理、特点和使用场合；了解目前几种主要的环境试验方法。

8. 掌握校准传感器测量系统灵敏度、频率

特性、动态范围、横向灵敏度的方法。

三、教学内容及要求

第一章  绪论

第一节  简述研究振动问题的方法

第二节  振动测试技术的工程应用领域

第三节  振动测试的基本内容

第四节  常用的三种振动测试方法

第五节  振动测试系统的主要特性参数    

第二章  振动过程时域与频域特征参数的描述方法

第一节  振动过程的分类

第二节  周期振动与暂态振动过程时域与频域特征参数的描述方法

第三节  傅立叶级数与傅立叶积分

第三章      振动测量传感器

第一节  惯性式传感器的力学原理和运动方程

第二节  位移、速度、加速度、力传感器的工作原理、特性参数、适用场合及使用方法

第四章      振动测量系统及常用测试仪器

第一节  各种振动测量系统的组成

第二节  常用测试仪器的工作原理、使用方法

1．   动激振设备和激振技术

1）电动与机械式振动台和激振器、冲击力锤的工作原理和使用方法，各自的特点和使用场合

2）液压式振动台和激振器、压电晶体片的激励原理及使用

3）目前几种主要的环境试验方法

4）激振技术  

2．振动与结构模态参数的测试方法

1）简谐振动和一般振动的幅值、频率测试与分析方法

2）结构的模态参数测试技术：各种激励方式的优缺点、激振点和测量点的选择、模态频率、模态阻尼比、模态振型的确定方法

3）   击运动的特点，冲击峰值与持续时间的

测试方法

3．传感器和测振仪器的校准

传感器测量系统灵敏度、频率特性、动态范围、横向灵敏度的几种校准方法  

四、实践环节

1. 振动测量综合实验演示，4学时

2.     简支梁1-3阶固有频率、阻尼比、振型

的测量， 4学时

3.     冲击运动测量，3学时

4.     简谐振动的基本参数测量，2学时

5.     加速度传感器灵敏度、频率范围、动态

范围的标定，4学时

6.     叶片的固有频率测试，3学时

五、学时分配

 大纲制定者：张改慧  执笔

         大纲审定者：张新华

         大纲批准者：陈振茂

         大纲校对者：徐  晖