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1.1 火炮系统动态特性和动态设计 1

第一章 火炮动力学试验概述 1

1.2 火炮系统动力学行为研究方法 5

1.2.1 理论研究 5

1.2.2 试验研究 10

1.2.3 理论和试验相结合的研究方法 13

1.3.1 火炮系统动力学问题的特殊性和关键技术 15

1.3.2 火炮动力学试验研究的重要性 15

1.3 火炮动力学试验的内涵 15

1.3.3 火炮动力学试验的内涵及其展望 17

第二章 试验及测试系统动力学理论 21

2.1 测试系统动态特性 21

2.1.1 火炮动态信号特性 21

2.1.2 传感器及测试系统动态性能指标 23

2.2 动态建模方法 30

2.2.1 理论建模 31

2.2.2 试验建模 39

2.3.1 一阶系统动态性能的改善 49

2.3 动态性能的改进 49

2.3.2 二阶系统动态性能的改善 51

2.4 传感器安装响应动态特性分析 54

2.5 实测动态响应数据分析 58

第三章 火炮系统测试及试验方法 64

3.1 测试及试验的系统考虑 64

3.1.1 测试系统的选择和使用 65

3.1.2 测试方法和步骤 68

3.2 线振动参数测试方法 70

3.2.1 线位移测试方法 71

3.2.2 线速度测试方法 76

3.2.3 线加速度测试方法 81

3.3 角振动参数测试方法 83

3.3.1 角位移测试方法 83

3.3.2 角速度测试方法 85

3.3.3 角加速度测试方法 89

3.4 复杂冲击测试中有关问题 92

3.4.1 强冲击测试中的有关问题 92

3.4.2 火炮射击时典型复杂冲击信号测试 97

3.5 传感器和结构件的连接 100

3.6 响应数据存储测试方法 106

3.6.1 存储测试系统的原理 107

3.6.2 存储测试系统设计中的几个问题 108

3.6.3 新型存储测试系统实例 111

3.6.4 存储测试系统的应用 114

3.7 火炮射击现场实时数据测试方法 117

3.7.1 试验目的及内容 118

3.7.2 测试项目及测试方法 118

4.1 非平稳动态信号的处理方法 123

第四章 现代谱分析技术 123

4.2 短时傅里叶变换 126

4.2.1 连续短时傅里叶变换 126

4.2.2 离散短时傅里叶变换 128

4.2.3 离散短时傅里叶变换的计算 129

4.3 主分量自回归谱分析 130

4.3.1 主分量和最大熵对功率谱的估计 130

4.3.2 功率谱的主分量分析 131

4.4.1 连续时间信号的维格纳分布 132

4.4 维格纳时频域分析 132

4.4.2 离散时间信号的维格纳分布 136

4.4.3 离散时间和离散频率的维格纳分布 138

4.4.4 维格纳分布的计算 139

4.5 小波变换 144

4.5.1 连续小波变换 145

4.5.2 离散小波变换 146

4.5.3 有关小波变换的几点说明 148

4.6　小波包分析 151

4.7 现代谱分析在火炮系统振动信号处理中的应用 154

第五章 试验模态分析技术的新进展 164

5.1 模态分析的理论基础 164

5.1.1 特征值和特征矢量 164

5.1.2 特征矢量的正交性和振型矩阵的归一化 165

5.1.3 主坐标和模态叠加 166

5.2 模态试验方法 167

5.2.1 综述 167

5.2.2 正弦慢扫描模态试验 168

5.2.3 稳态随机激励模态试验 170

5.2.4 脉冲激励模态试验 172

5.2.5 传感器的选择 176

5.2.6 传感器的安装 178

5.3 模态分析方法 178

5.3.1 复指数曲线拟合法 178

5.3.2 多参考点复指数时间域法 181

5.3.3 模态置信因子MCF 184

5.3.4 模态指示函数MIF 185

5.3.5 模态置信判据MAC 185

5.4 模态参数识别 186

5.3.6 共轭和函数CSF 186

5.4.1 复指数法 188

5.4.2 最小二乘复指数法 188

5.4.3 Ibrahim时间域法 189

5.4.4 多参考点时间域法 191

5.4.5 特征值实现算法 193

5.4.6 多参考点Ibrahim时间域法 194

5.4.7 多参考点频率域法 194

5.4.8 多参考点正交多项式法 195

5.4.10 直接参数识别法 196

5.4.9 复模态指示函数 196

5.5 模态分析的新进展 197

5.5.1 试验模态分析 197

5.5.2 试验预定义 198

5.5.3 测试仪器 199

5.5.4 光学非接触测量 199

5.5.5 参数识别 200

5.5.6 振声耦合模态分析 200

5.5.8 结构变化检测 201

5.5.7 工作状态模态分析 201

5.6 模态分析在火炮动力学特性分析中的应用 202

第六章 振动冲击环境试验 209

6.1 概述 209

6.2 火炮振动冲击环境与环境效应 212

6.2.1 射击工况 212

6.2.2 行驶工况 213

6.2.3 行驶中射击工况 216

6.2.4 环境效应 218

6.3.1 振动冲击环境数据的描述 220

6.3 振动冲击环境的描述及数据获取 220

6.3.2 振动冲击数据的获取 224

6.4 振动环境模拟 228

6.4.1 振动破坏和失效的宏观分析 228

6.4.2 振动破坏的模型 231

6.4.3 振动环境模拟的基本准则 233

6.4.4 振动等效 235

6.5 振动环境试验 243

6.5.1 通用的振动环境试验方法 243

6.5.2 振动试验台 246

6.5.3 振动台控制系统 250

6.5.4 随机振动试验技术 254

6.5.5 振动试验测量系统 256

6.5.6 振动试验夹具 260

6.6 冲击环境模拟 261

6.6.1 冲击环境模拟等效损伤准则 261

6.6.2 冲击模拟试验方法 262

6.7 冲击环境试验技术 265

6.7.1 冲击试验设备 265

6.7.2 冲击波形发生的结构特点 266

6.7.3 冲击加速度测量和数据处理 270

6.7.4 振动、温度和湿度综合环境模拟试验 271

第七章 火炮系统故障的振动诊断 275

7.1 振动信号分析与火炮系统故障诊断 275

7.2 敏感系数分析 278

7.2.1 敏感系数的定义 279

7.2.2 振动系统敏感系数的矢量公式 279

7.3 发动机气门漏气故障的振动诊断 282

7.2.3 敏感系数的功用 282

7.4 大口径长身管火炮弹丸章动角的振动诊断 286

7.4.1 弹丸起始扰动 286

7.4.2 起始扰动对射弹散布的影响 287

7.4.3 章动角的振动诊断 287

7.5 射弹散布的振动诊断 290

7.5.1 射弹散布振动诊断的一般方法 290

7.5.2 影响火炮密集度的振动分析 294

7.6 振动诊断的应用实例 298

参考文献 301