从这里学NVH 噪声、振动、模态分析的入门与进阶

NVH技术的学习和实践是一个漫长而艰辛，同时又充满无限乐趣的求索过程。对于一名有志的NVH工程师而言，除了从自己的学习和工作中不断积累总结之外，也应该主动地从他人的经验中学习，比如从本书中学习。
本书内容概念清晰，通俗易懂，图文并茂，实用性强。无论是仿真工程师还是试验工程师都可从中学到很多有用的东西。
本书作者深耕专业，孜孜不倦，严谨务实，乐于分享。无论是深厚的理论基础还是丰富的实践经验都将令你叹服。
相信打开本书，你也将打开NVH道路的新大门！
 

本书主要介绍了工程噪声基础、振动噪声信号采集与信号处理、实验模态测试与实验模态分析等NVH方面的内容。本书使用通俗易懂的语言来描述NVH实践所需的基础知识，极少使用烦琐的数学公式，这样更方便读者理解与应用。内容从实际应用出发，侧重于实际工程问题与常用基本操作，即使是NVH初学者，也可轻松、准确地掌握NVH的基本概念与方法，快速提升NVH工程实践能力。本书可以作为机械制造、汽车、航天航空、土木工程、石油化工、海洋工程、船舶、家电等领域的工程技术人员和科研工作者NVH工作的参考书，也可以作为理工院校师生学习NVH的教材。

谭祥军，中国振动工程学会模态分析与试验专业委员会委员，中国汽车工程学会会员，从事NVH工作超十年，具有丰富的NVH测试与分析经验，尤其是模态测试与分析。独自运营原创微信公众号“模态空间”，聚焦NVH与疲劳方面的知识分享，近两年时间汇聚了全国各行各业从事振动噪声工作与研究的相关人士，订阅用户已超过30000人。公众号分享内容包括数据采集、信号处理、模态分析、振动理论、声学知识、TPA分析、CAE分析及旋转机械、车辆行业等行业知识，以及模态分析外文经典著作Modal Space in Our Own Little World译文，原创文章超300篇。

目录
序言
自序
前言
致谢
第1章工程噪声基础
1.1什么是声波
1.1.1声波的定义
1.1.2声波的描述参数
1.1.3描述声波的基本物理量
1.1.4声波的传播特性
1.2什么是声音
1.2.1什么是纯音
1.2.2声音的频率成分
1.2.3空气声与结构声
1.2.4声音的传播路径
1.2.5怎么评价声音
1.3 什么是声场
1.3.1声场的定义
1.3.2声波的叠加
1.3.3近场与远场
1.3.4自由场与消声室
1.3.5混响场与混响室
1.4什么是声压级
1.4.1声压级的定义
1.4.2为何基准是20μPa
1.4.3声压级的计算
1.4.4灵敏度对声压级的影响
1.5什么是分贝dB
1.5.1分贝的定义
1.5.2声音大小
1.5.3dB的性质
1.5.4-3dB
1.5.5dBA
1.5.6dB叠加
1.6有趣的分贝公式
1.6.1相关的正弦声源
1.6.2不相关的正弦声源
1.6.3随机声源
1.6.4叠加原则小结
1.7什么是倍频程
1.7.1倍频程的定义
1.7.2怎么计算中心频率
1.7.3倍频程标准中心频率
1.7.4倍频程的计算
1.8什么是声学计权
1.8.1为什么要使用计权
1.8.2频率计权
1.8.3时间计权
1.9细说传声器
1.9.1传声器构造
1.9.2常见的传声器类型
1.9.3性能指标
1.9.4声场应用类型
1.9.5测量传声器附件
1.9.6怎样选择传声器
1.10什么是声强
1.10.1声强的定义
1.10.2声强探头的构造
1.10.3声强的测量原理
1.10.4声强的应用
1.11什么是声功率
1.11.1声功率的定义
1.11.2为什么要测量声功率
1.11.3三个参数之间的关系
1.11.4声功率测量方法
1.11.5测量方法的差异
1.12基于声压法的声功率测量
1.12.1自由场法
1.12.2混响室法
1.12.3标准声源法
1.12.4现场测量法
1.12.5声压法测量标准
1.13基于声强法的声功率测量
1.13.1基本原理
1.13.2离散点法
1.13.3扫描法
1.13.4测量方法的差异
1.14基于声强法的声功率测量实例
第2章振动噪声信号采集
2.1振动传感器怎样选型
2.1.1传感器分类
2.1.2常见加速度计类型
2.1.3选型指标
2.1.4选型原则
2.2传感器怎样安装才能满足测试要求
2.2.1安装位置
2.2.2安装要求
2.3信号AC和DC的区别
2.3.1AC定义和DC定义
2.3.2AC耦合和DC耦合
2.3.3怎样选择耦合方式
2.3.4趋势项
2.3.5扭振信号
2.4采样频率多大才不会使信号幅值明显失真
2.5采样频率2倍和2.56倍的区别
2.5.1混叠
2.5.2抗混叠滤波器
2.5.3为什么要用2.56倍
2.6AD位数对信号幅值的影响
2.6.1量化
2.6.2量化误差
2.6.3减小量化误差的方法
2.7采样过程中存在的误差
2.7.1潜在的结构问题
2.7.2传感器引入噪声
2.7.3接地循环噪声
2.7.4导线噪声
2.7.5信号调理噪声
2.7.6滤波器噪声
2.7.7ADC误差
2.7.8本底噪声
2.7.9计算误差
2.8如何实现高质量的信号采集
2.8.1数据采集的目的
2.8.2测量链的组成
2.8.3影响测量的因素
2.8.4测量前的准备工作
2.8.5采样参数设置
2.8.6现场测试
2.8.7如何判断信号
2.9脉冲数与转速测量的关系
2.10细说动态范围的各种定义
第3章振动噪声信号处理
3.1DSP基本名词术语及关系
3.1.1时域名词术语
3.1.2频域名词术语
3.1.3各名词术语之间的关系
3.2信号处理若干名词解释
3.2.1模拟信号与数字信号
3.2.2时域与频域
3.2.3角度域与阶次域
3.2.4传递函数与频响函数
3.2.5拉普拉斯域与傅里叶域
3.2.6物理空间与模态空间
3.2.7阶与阶次
3.2.8带宽与宽带
3.2.9宽带与窄带
3.2.10谱线与线谱
3.2.11时间分辨率与频率分辨率
3.2.12平均
3.2.13重叠与步长
3.2.14稳态与跟踪
3.2.15自谱与互谱
3.2.16自相关与互相关
3.2.17相关分析与相干分析
3.2.18阶次分析与阶次跟踪
3.3计算信号的RMS
3.4什么是泄漏
3.4.1信号截断
3.4.2周期截断
3.4.3非周期截断
3.4.4FFT变换要求
3.4.5泄漏
3.4.6窗函数
3.5什么是混叠
3.5.1混叠的定义
3.5.2混叠实例
3.5.3怎样小化混叠
3.5.4计算混叠后的频率
3.5.5阶次混叠
3.6什么是窗函数
3.6.1为什么要加窗函数
3.6.2窗函数的定义
3.6.3窗函数的时频域特征
3.6.4加窗函数的原则
3.6.5模态测试所用窗函数
3.6.6窗函数带来的影响
3.7什么是Overall Level
3.7.1OA的定义
3.7.2怎样计算OA
3.7.3窗函数对OA的影响
3.7.4OA与阶次切片的区别
3.8各种谱函数的区别与应用
3.8.1Peak、RMS和PeakPeak定义
3.8.2频谱Spectrum
3.8.3自谱AutoPower
3.8.4功率谱密度PSD
3.8.5能量谱ESD
3.8.6互谱CrossPower
3.8.7频响函数FRF
3.8.8相干函数
3.8.9Overall Level
3.9频谱和线性自功率谱的区别
3.9.1概念描述
3.9.2能量平均与线性平均
3.9.3对比能量平均和线性平均
3.9.4结论
3.10频谱真的不能线性平均吗
3.11谱线对随机信号和周期信号的PSD或自谱的影响
3.11.1讨论参数
3.11.2啤酒和杯子
3.11.3随机信号的自谱与PSD
3.11.4正弦信号的自谱与PSD
3.11.5结论
3.12什么是ZoomFFT
3.12.1傅里叶变换对
3.12.2ZoomFFT变换过程
第4章实验模态测试
4.1什么是固有频率
4.1.1固有频率的定义
4.1.2影响因素
4.1.3为什么存在多阶固有频率
4.1.4基频和主频
4.1.5固有频率与共振频率的区别与联系
4.1.6激励频率离固有频率多远可

NVH是三个英文单词Noise、Vibration和Harshness首字母的缩写，是汽车噪声、振动和舒适性等各项指标的总称。这个名称来源于汽车行业，但其他行业正在慢慢接受它并使用它，所以，在本书中，我们仍用这个名称，而不是使用振动噪声，也不单单指车辆行业的NVH，而是广义的NVH，一切产品的振动噪声问题都属于这个范畴。
由于结构振动会产生噪声，进而影响到舒适性，所以当舒适性有问题时，必然存在相应的振动噪声问题。三者在相关行业是同时出现且又密不可分的，因而常把它们放在一起进行研究。当今，产品的NVH性能越来越受到用户的重视，成为影响用户是否购买产品的重要因素之一，因此，各行各业在产品的研发阶段都非常注重NVH。从NVH分析手段来说，包括分析产品的基本NVH表现（基本的振动噪声评价）、模态分析、TPA（传递路径）分析和噪声源定位等方法。
评价产品的NVH表现通常是指产品在其工作状态下评价其振动与噪声水平：振动噪声是否超标、是否有异响、是否符合相应的法规要求等。
模态测试分析可以帮助用户评价现有结构的动态特性、控制结构的辐射噪声、降低产品的噪声水平、找到振动噪声产生的根源，以及进行结构动力学修改、产品优化设计、验证有限元模型、提高数字模型的精度等。通过模态分析，用户可以深入了解产品的动力学特性，使得系统动力学设计对产品开发决策带来积极的影响。用户也可以使用模态分析的结果来检测产品的变化或损坏，以便及时采取优化对策。
按“输入振动系统响应”模型（也称为“源路径接受者”）来分类，评价产品的NVH性能主要是对响应进行分析，而模态分析则是分析振动系统的固有属性。

阅读对象
本书主要面向NVH的初级和中级人员，同时也为NVH高级人员提供有价值的参考。不管读者是试验NVH人员还是仿真NVH人员，本书都能为读者提供借鉴。所以本书既是入门参考书，也是建立全面知识体系的高级参考书。
 初级人员：通过对本书的学习与实践，了解NVH基本概念与方法。
 中级人员：在对NVH已有一定认识的基础上，通过对本书的学习可以加深理解与认识。
 高级人员：通过全面系统的学习，能进一步建立自己的NVH知识体系。
 试验人员：在本书可以找到很多试验过程中碰到的问题与解决方案，明白试验方法与深入理解试验背后的原理。
 仿真人员：试验与仿真是产品研发过程中两种不同的方法，二者经常需要对标，因此，在本书中仿真人员除了可以找到NVH理论之外，还可深入了解试验原理与方法，对工作有极大的帮助。
本书可以作为机械制造、汽车、航天航空、土木工程、石油化工、海洋工程、船舶、家电等领域的工程技术人员和科研工作者从事NVH工作的参考书，也可以作为理工院校师生学习NVH的教材。
从这里学NVH——噪声、振动、模态分析的入门与进阶前言
主要特色
 本书特色是使用通俗易懂的语言来描述NVH实践所需的基础知识，极少使用烦琐的数学公式，这样更方便读者理解与应用。
 本书是作者自身长期NVH工作经验与总结的分享，因此，实用性更强。
 本书内容从实际应用出发，侧重于实际工程问题与常用基本操作，即使读者是NVH初学者，也可轻松、准确地掌握NVH基本概念与方法，快速提升NVH工程实践能力。
 本书理论知识点紧扣实践关键环节，既有理论介绍，又有典型工程实例，更方便读者加深理解。
 本书每个知识点都会扩展介绍这个知识点的相关方面，更进一步深化并丰富NVH知识体系。
 本书采用问答形式介绍NVH知识，因此，在阅读时或作为参考时，能方便快捷地找到想要的知识点。

主要内容
全书共分为五章，内容包括工程噪声基础、振动噪声信号采集与振动噪声信号处理、实验模态测试与实验模态分析。
第1章：工程噪声基础，偏向于噪声测量方面的基础知识。
第2章：振动噪声信号采集，就信号测试链中的各个环节进行讲解，包括传感器、导线、信号调理、抗混叠滤波器、ADC等方面。确保采集到的信号包含所需要的完整准确信息。
第3章：振动噪声信号处理，从信号中提取有用的信息是信号处理的终目的，这些信息可以帮助工程人员进行工程决策，解决实际工程问题，因此，正确地进行信号处理是前提。这章主要介绍信号处理中可能会遇到的各个环节。
第4章：实验模态测试，实验模态测试分为锤击法和激振器法。本章主要介绍实验模态测试过程中的边界条件、测点分布、激励方式、参考点选择等内容。
第5章：实验模态分析，获得精确的模态参数是模态分析的目的，但是在模态分析过程中有诸多因素导致产生错误的结果，因此，本章主要介绍模态分析过程中遇到的问题与细节。
由于作者水平有限，难免会有错误出现，真诚欢迎广大读者批评指正，提出宝贵意见。作者的邮箱为linmue@qqcom。