故障诊断的振动理论基础

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出版者:冶金工业出版社
作者:
出品人:
页数:187
译者:
出版时间:1989-09
价格:4.50
装帧:平装
isbn号码:9787502404482
丛书系列:
图书标签:
  • 振动分析
  • 故障诊断
  • 机械振动
  • 理论基础
  • 振动监测
  • 信号处理
  • 工业应用
  • 状态监测
  • 预测性维护
  • 设备维护
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具体描述

内容简介

《故障诊断的振动理论基础》是根据振动诊断方法的需要来

编写的。全书共分7章,主要讲述了如何将实际很复杂的机器简

化成适合力学计算的模型问题,一、二及多自由度系统微分方程

的建立及解法的问题,并重点介绍了适合计算机计算的矩阵方程

的建立以及传递矩阵法求固有频率及振型问题。最后介绍了振动

理论在往复及旋转机械中的应用,往复机械产生振动的原因及分

析方法,旋转机械的临界转速问题等,还介绍了动平衡的概念及

动平衡试验。书中选编了一些有实际意义的例题与习题,以便帮

助读者消化和掌握有关振动理论与方法。

本书是机械故障诊断丛书之一。本丛书适合从事机械设计、

维修以及进行现场振动监测的工程技术人员培训或自学之用。

《机械振动与故障诊断:理论与实践》 本书深入探讨了机械振动的基础理论及其在故障诊断中的关键应用。我们将从经典力学出发,逐步引入振动的概念,详细阐述单自由度、多自由度系统的振动特性,包括固有频率、模态振型、阻尼比等核心参数。本书将系统地介绍连续系统的振动分析方法,如拉格朗日方程、有限元方法,并着重讲解这些理论如何支撑对复杂机械结构的振动行为进行建模和预测。 在故障诊断方面,本书将重点剖析不同类型机械故障(如不平衡、不对中、轴承损伤、齿轮磨损等)在振动信号中所表现出的独特特征。读者将学习如何通过时域、频域和时频域分析技术,如傅里叶变换、希尔伯特-黄变换(HHT)、小波分析等,有效地提取和识别这些故障特征。此外,本书还将介绍先进的信号处理技术,包括降噪、特征增强以及机器学习在故障诊断中的应用,如支持向量机(SVM)、神经网络等,为读者提供一套系统且实用的故障诊断方法论。 本书内容覆盖了从基础理论到实际应用的全过程,旨在帮助工程师、技术人员和研究人员建立扎实的振动分析和故障诊断知识体系。通过丰富的理论推导、实例分析和计算方法,读者将能够掌握如何利用振动信号进行早期预警,诊断设备潜在问题,从而优化维护策略,提高设备可靠性和运行效率。 主要章节概述: 第一部分:机械振动基础理论 第一章:引言 机械振动在工程中的重要性 振动与故障诊断的关联 本书结构与学习目标 第二章:单自由度系统振动 自由振动:无阻尼与有阻尼 强迫振动:共振现象与激励响应 振动传递率与隔振理论 单自由度系统的参数辨识 第三章:多自由度系统振动 质量矩阵、刚度矩阵与阻尼矩阵 振动方程的建立与求解 固有频率与模态振型 振动解耦与振动分析的基石 第四章:连续系统的振动分析 弹性力学基础与梁、轴的振动 振动微分方程的推导 分离变量法、叠加法等解析求解 有限元方法在连续系统振动分析中的应用 第五章:随机振动与非线性振动 随机信号的表征(功率谱密度、自相关函数) 随机激励下的系统响应 非线性振动的概念与影响 非线性系统的分析方法简介 第二部分:机械故障诊断的振动理论与实践 第六章:机械故障的振动特征 不平衡引起的振动:幅值、相位与频率特征 不对中引起的振动:双倍频、多倍频成分 轴承损伤的振动特征:冲击脉冲、特征频率 齿轮啮合故障的振动:啮合频率、边频带 其他常见故障的振动表现(如联轴器、传动带) 第七章:振动信号的时域分析 时域参数(均方根值、峰值、峭度、脉冲因子) 时域分析在故障检测中的应用 信号包络提取技术 第八章:振动信号的频域分析 傅里叶变换(FFT)及其在频谱分析中的作用 频谱泄漏与窗函数 谐波分析与边频带分析 倒频谱分析在滚子轴承故障诊断中的应用 第九章:振动信号的时频域分析 短时傅里叶变换(STFT) 小波分析:原理、选择与应用 希尔伯特-黄变换(HHT):经验模态分解(EMD)、希尔伯特谱 时频分析在动态故障监测中的优势 第十章:振动信号的降噪与特征提取 常见噪声源及对诊断的影响 滤波技术(低通、高通、带通、陷波) 信号去噪算法(如中值滤波、小波阈值去噪) 主成分分析(PCA)等降维技术 经验模态分解(EMD)在特征提取中的作用 第十一章:基于振动的设备状态监测与故障诊断系统 传感器选型与布置 数据采集与处理流程 诊断系统的构建原则 故障诊断专家系统与人工智能的应用 第十二章:实例分析与案例研究 旋转机械(风机、泵、电机)的典型故障诊断案例 往复式机械(压缩机、发动机)的振动分析 结构振动监测与健康评估 通过对以上内容的系统学习,读者将能够深刻理解机械振动现象的本质,熟练掌握各种分析工具和方法,并能将其有效应用于实际的机械设备故障诊断和状态监测中,从而实现预测性维护,提升设备整体运行性能。

作者简介

目录信息

目录
1概述
1.1机械振动与振动诊断
1.2工程中常见的振动问题
1.2.1机械中的振动问题
1.2.2结构中的振动问题
1.2.3机械加工过程中的振动问题
1.3振动的分类
1.3.1确定性振动
1.3.2 随机振动
2实际振动系统的力学模型
2.1力学计算模型
2.2振动系统力学模型的三要素及自由度
2.2.1弹簧
2.2.2阻尼
2.2.3质量
2.2.4自由度
2.3实际系统简化为力学模型的实例
2.3.1汽车振动力学模型
2.3.2不同类型机器结构振动的力学模型
3单自由度系统的振动
3.1单自由度系统的自由振动
3.1.1系统的力学模型和运动微分方程
3.1.2质点自由振动特性的讨论
3.1.3扭转振动
3.1.4能量法
3.2有阻尼的自由振动
3.3单自由度系统的强迫振动
3.3.1简谱激振力引起的强迫振动
3.3.2偏心质量引起的强迫振动
3.3.3支承运动引起的强迫振动
3.3.4任意激励的响应
3.4隔振原理
3.4.1主动隔振
3.4.2被动隔振
习 题
4两个自由度系统的振动
4.1两个自由度系统的微分方程
4.1.1双质量弹簧系统
4.1.2双圆盘扭振系统
4.1.3汽车的振动
4.2刚度矩阵与惯性矩阵的建立
4.3位移方程、柔度矩阵和柔度影响系数法
4.4无阻尼两自由度系统的自由振动
4.5无阻尼两自由度系统的强迫振动
习 题
5多自由度系统的振动
5.1多自由度系统的振动微分方程式
5.2多自由度系统的特征值和特征向量问题
5.3振动微分方程式解耦
5.3.1主振型的正交性
5.3.2振型矩阵及正则振型矩阵
5.3.3主坐标和正则坐标
5.4给定初始激励下系统的响应
5.5矩阵迭代法
5.5.1一阶频率和振型
5.5.2二阶频率和振型
5.6有阻尼时多自由度系统的振动
5.6.1有阻尼时多自由度系统的自由振动
5.6.2有阻尼时多自由度系统的强迫振动
5.7传递矩阵法
5.7.1扭转振动系统
5.7.2有集中质量梁的横向振动系统
习 题
6往复机械的振动
6.1活塞-曲柄机构的惯性力
6.1.1活塞加速度分析
6.1.2连杆和曲柄的等效力学系统
6.1.3单缸发动机的惯性力
6.1.4曲柄的转动力矩
6.2曲柄轴的扭转振动
6.2.1实际系统的简化
6.2.2扭振系统的固有频率
6.3往复惯性力引起的机架振动
6.4往复机械运动件的平衡
6.4.1在曲柄上加平衡重量(半平衡法)
6.4.2单轴平衡机构
6.4.3双轴平衡机构
7旋转机械的振动
7.1旋转轴的临界转速
7.1.1两支承单圆盘的临界转速
7.1.2回转效应
7.1.3具有弹性支承多圆盘轴的临界转速
7.2滑动轴承油膜振荡
7.3滚动轴承的振动
7.3.1由于滚珠直径不均引起的振动
7.3.2由滚珠轴承结构引起的振动
7.4关于旋转机械平衡的概念和刚性转子平衡试验
7.4.1静平衡与动平衡
7.4.2动平衡试验原理
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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作为一名对工程技术充满热情的研究生,我一直在寻找能够深化我对设备健康监测理解的专业书籍。《故障诊断的振动理论基础》无疑是近期我阅读过最令人振奋的一本。它不仅仅是一本技术手册,更像是一部系统性的“振动诊断百科全书”。书中从最基础的机械振动原理讲起,逐步深入到各种复杂的故障模式分析。作者对于不同故障类型,如不平衡、不对中、齿轮失效、轴承损坏等,都进行了详尽的理论建模和仿真分析,并给出了相应的振动特征。这些分析不仅严谨,而且具有很强的指导性,能够帮助研究人员建立起对故障机理的深刻认识。我尤其欣赏书中关于“故障诊断策略”的章节,它系统地梳理了从数据采集到最终诊断报告的全过程,并强调了不同诊断方法的优劣势。这让我能够更清晰地规划自己的研究方向,并学会如何构建一套完整的振动诊断系统。这本书为我打下了坚实的理论基础,也为我的研究提供了宝贵的思路。

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这本书简直是一场智慧的盛宴!我一直对机械设备的故障诊断充满好奇,但很多资料都过于浅显,或者过于理论化,让人望而却步。而《故障诊断的振动理论基础》则恰恰填补了这个空白。书中将看似抽象的振动学原理,以一种非常生动和易于理解的方式呈现在读者面前。它不仅仅是枯燥的公式推导,更深入地剖析了振动现象是如何与设备的微小异常产生联系的。我印象最深刻的是关于信号处理的部分,作者用非常形象的比喻解释了傅里叶变换、小波分析等复杂概念,让我这个非专业人士也能够窥探到其中的奥妙。更难得的是,书中并没有停留在理论层面,而是通过大量的实际案例,展示了如何将这些振动理论应用于各种实际的故障诊断场景,从最常见的轴承磨损,到一些更复杂的转子不平衡、齿轮啮合问题,书中都给出了详实的分析和解决方案。读完这本书,我感觉自己仿佛拥有了一双“透视眼”,能够“听”懂机械设备的“语言”,对那些潜在的故障风险有了更深刻的认识。这不仅仅是一本技术书籍,更是一次思维的拓展,让我对工程技术有了全新的理解。

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这本《故障诊断的振动理论基础》给我带来了意想不到的惊喜。我本来以为这本书会非常晦涩难懂,充斥着我早已忘却的物理公式,但事实并非如此。作者以一种非常友好的姿态,引领我一步步走进振动诊断的奇妙世界。书中的语言流畅,逻辑清晰,即使是对于一些高级的振动学概念,也能用浅显易懂的语言进行解释。最让我印象深刻的是,作者在讲述理论时,始终不忘与实际应用相结合。他会适时地穿插一些案例研究,让你明白这些抽象的理论是如何在现实世界中发挥作用的。例如,在讨论阻尼时,作者不仅仅给出了公式,还通过一个简单的弹簧振子的例子,生动地展示了不同阻尼对系统振动的影响,这种寓教于乐的方式让我觉得学习过程非常轻松愉快。读完这本书,我对机械振动的理解不再停留在“会晃”这个层面,而是能够深入到“为什么会晃”、“如何判断晃的性质”以及“如何通过晃来推断故障”的层面。这对于我今后的学习和工作,无疑具有非常重要的指导意义。

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我是一名从事设备维护工作的技术人员,每天都要面对各种各样的设备故障。以前,我对故障的判断更多依赖于经验,这种方式既耗时又不一定准确。《故障诊断的振动理论基础》的出现,为我打开了一扇全新的大门。书中对于振动信号采集、分析和判别的系统性阐述,让我受益匪浅。它详细介绍了各种传感器的工作原理和选择方法,以及如何从复杂的噪声中提取出有用的故障特征。特别是关于特征提取的章节,作者列举了多种有效的技术,并解释了它们背后的物理意义,这让我能够更自信地选择适合特定工况的分析方法。书中的图示和表格也做得非常精细,很多关键概念和公式都配有直观的图解,大大降低了理解难度。我尤其喜欢书中关于“故障特征谱”的讲解,通过对比正常和故障状态下的振动频谱图,能够非常直观地识别出问题的所在。这本书不仅仅是理论知识的灌输,更是实操指南,让我能够将学到的知识立即应用到实际工作中,大大提高了故障诊断的效率和准确性。

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我对《故障诊断的振动理论基础》这本书的评价,可以用“拨云见日”来形容。长期以来,我一直觉得振动诊断是一个非常神秘的领域,许多相关的资料都让我感到困惑。然而,这本书以其独特的视角和深入浅出的讲解,彻底改变了我的看法。它没有简单地堆砌公式,而是循序渐进地引导读者理解振动学背后的物理规律。书中对于各种经典振动模式的分析,比如简谐振动、受迫振动、阻尼振动等,都做了非常清晰的阐述,并巧妙地将这些理论与实际的设备故障联系起来。让我惊喜的是,书中还涉及了一些前沿的振动诊断技术,比如基于人工智能的振动信号分析,这让我看到了未来设备诊断的发展方向。更重要的是,这本书不仅仅提供了知识,更培养了我分析和解决问题的能力。读完之后,我感觉自己能够更有信心去面对那些复杂的设备故障,并能够运用振动学原理去找到问题的根源。这真是一本不可多得的佳作。

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