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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MCF184

5.3.4 模态指示函数MIF185

5.3.5 模态置信判据MAC185

5.4 模态参数识别186

5.3.6 共轭和函数CSF186

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