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旋转机械振动：从基础到实践 本书旨在深入探讨旋转机械的振动现象，为工程师、研究人员和技术人员提供一套全面而实用的知识体系。我们从振动学的基本原理出发，逐步深入到旋转机械特有的振动特性，并结合实际应用中的挑战，提供解决问题的思路和方法。 核心内容概述： 1. 振动学的基本概念与理论： 自由振动与强迫振动： 详细阐述单自由度、多自由度系统的振动方程，包括质量、阻尼、刚度等基本参数的物理意义及其对系统动力特性的影响。介绍固有频率、阻尼比、模态等关键概念，并讨论自然频率与外力频率匹配时产生的共振现象。 振动分析方法： 深入介绍时域分析、频域分析（傅里叶变换、FFT）等基本信号处理技术，以及它们的适用场景。讲解模态分析的理论基础，包括振动模式的物理意义和计算方法。 振动测量与仪器： 概述各种振动传感器（加速度计、速度传感器、位移传感器）的工作原理、选择标准及安装注意事项。介绍数据采集系统、频谱分析仪等常用仪器设备。 2. 旋转机械的振动特性： 转子动力学基础： 详细讲解转子的刚性转子和弹性转子模型，包括转子的质量分布、刚度特性如何影响其临界转速。深入分析转子的不平衡、不对中、轴承间隙、联轴器缺陷等常见激励源及其产生的振动模式。 旋转机械的动力学模型： 介绍如何建立简化和精细化的旋转机械动力学模型，例如有限元方法在转子动力学分析中的应用。探讨转子-轴承-结构耦合系统的振动特性。 转子不平衡与不对中： 详细分析转子质量不平衡产生的径向、轴向和角向振动，以及其在不同转速下的表现。深入讲解转子不对中（平行不对中、角度不对中）对振动的影响机制。 轴承引起的振动： 探讨滑动轴承、滚动轴承在运行过程中产生的振动，包括轴承的刚度、阻尼特性、润滑状态对振动的影响。重点分析轴承缺陷（如滚珠、滚柱、内外圈损伤）如何引发特征振动。 齿轮与齿轮箱振动： 分析齿轮啮合误差、齿形齿距误差、齿面磨损等因素如何导致齿轮箱产生周期性或随机性振动。介绍齿轮箱特定故障（如齿轮断齿、齿面剥落）产生的振动特征。 联轴器引起的振动： 讨论各种联轴器（刚性联轴器、弹性联轴器）的类型及其在传递扭矩过程中的振动特性，分析联轴器错位、磨损等缺陷如何引起附加振动。 3. 旋转机械的故障诊断与状态监测： 振动信号的特征提取： 详细讲解如何从原始振动信号中提取反映机械状态的关键特征，如峰值、RMS值、峭度、偏度、包络谱、倒频谱等。 常见故障的振动特征： 分类详细介绍各种旋转机械故障（不平衡、不对中、轴承故障、齿轮故障、转子碰磨、油膜涡动、失衡激励等）在时域、频域及其他域（如倒频谱、包络谱）下的典型振动表现，并提供诊断图谱。 状态监测技术： 介绍在线监测系统和离线监测技术的原理、应用及发展趋势。讨论振动监测在设备早期故障预警、寿命预测中的作用。 故障诊断流程与案例分析： 结合实际工程案例，演示完整的振动故障诊断流程，包括数据采集、信号处理、特征提取、故障辨识以及诊断结果的验证。 4. 振动控制与减振降振技术： 减少激励源： 讨论如何从设计源头减少不平衡、不对中等激励。介绍动平衡、静平衡的技术原理与应用。 改变系统动力特性： 讲解如何通过改变质量、刚度、阻尼来调整系统的固有频率，避免共振。介绍减振器的类型、选择与应用。 隔振技术： 探讨如何通过隔振器、隔振垫等方式隔离振源，防止振动向结构传播。 阻尼技术： 介绍粘滞阻尼、材料阻尼、摩擦阻尼等概念，以及如何应用于提高系统的阻尼比，抑制振动幅值。 本书的特色： 理论与实践相结合： 紧密联系实际工程问题，提供切实可行的分析方法和解决方案。 内容全面深入： 涵盖了旋转机械振动分析的各个方面，从基础理论到高级诊断技术。 语言清晰易懂： 采用严谨而生动的语言，帮助读者掌握复杂的振动概念。 丰富的图表和案例： 配备大量插图、图表和实际工程案例，直观地展示振动现象和诊断过程。 本书将成为旋转机械领域工程师、技术人员和研究生的必备参考书，助力其更有效地分析、诊断和控制旋转机械的振动问题，从而提高设备运行的可靠性和效率。
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