机械振动实验指导书资料.docx

《机械振动》课程实验指导书机械与车辆学院2009年6月编制目录单自由度系统强迫振动的幅频特性、固有频率及阻尼比的测定2单自由度系统自由衰减振动及固有频率、阻尼比的测定7多自由度系统固有频率和振型测试1115单自由度系统强迫振动的幅频特性、固有频率及阻尼比的测定实验指导书一、试验目的1 .学会测量单自由度系统强迫振动的幅频特性曲线；2 .学会测量单自由度系统强迫振动的幅频特性曲线；二、试验原理有阻尼的强迫振动，当经过一定时间后，只剩下强迫振动部分，有阻尼强迫振动的振幅特性：1AXst=-Xst2.222（1-u）4uD动态振幅A和静态位移xst之比值称为动力放大系数:1(1 -u2)2 4u2D2AXstXF0^加速度响应和位移响应的关系:xF0 Ksin(et-)---sin(et-)(1-u2)4u2D2二一：u2sin（et-：：；：）二一：asin（et-：：”）根据幅频特性曲线:在DM1时，共振处的动力放大系数Pmax=「之=Q，峰值两边,2D历万2D''二专处的频率i、f2称为半功率点,f1与f2之间的频率范围称为系统的半功率带宽代入动力放大系数计算公式1二Q=11m工ff号当D很小时解得：」2旬不2D即f22—f；之4Dfo2

3 .把频率调到零，逐渐增大到50Hz每增加一次（约2~5Hz,在共振峰附近尽量增加测点数），记录振幅数据和对应的频率数据在测量过程中，如果振幅太小，可以调节放大按钮，在记录数据时，要除以放大倍数七、试验数据采集及处理1 .记录不同频率对应的振幅，绘制幅频特性曲线，如图2所示;2 .确定振幅的峰值和有效值，及其对应的频率；频率Hz振幅频率Hz振幅频率Hz振幅频率Hz振幅九、实验报告要求1 .编写程序，用3阶多项式拟和幅频特性曲线2 .在拟和曲线中编程寻找fi，fo，f23 .计算得到系统的共振频率fD4 .利用公式U=f2二七计算系统的阻尼2f0单自由度系统自由衰减振动及固有频率、阻尼比的测定实验指导书、试验目的1 .了解单自由度系统模型的自由衰减振动的有关概念;2 .学习用频谱分析信号的频率；3 .学习测试单自由度系统模型阻尼比的方法试验原理单自由度系统的阻尼计算在结构和测振仪器的分析中是很重要的阻尼的计算常常通过衰减振动的过程曲线（波形）的衰减比例来进行计算衰减振动波形示于图1图1衰减振动波形每经过半周期的振幅的比值为一常量,对数衰减率i Tn仁一1：2从而求得阻尼比 D =---二 2在小阻尼时，由于衰减率很小，这样读数和计算误差较大，所以往往读取相邻两个波形的峰值之比JAk:|Ak1 ,在qi=34时，—|+|AkM A十| AM:. |Ak IAk| Ak l|三、试验系统组成实验用仪器设备见表1表1实验用仪器设备仪器名称型号与规格精度制造厂家振动教学试验台ZJY-601T东方振动和噪声技术研究所振动教学试验仪ZJY-601A0.5%东方振动和噪声技术研究所卡式采集仪INV30312位东方振动和噪声技术研究所「加速度传感器CD0.5%北戴河电子仪器厂调速电机0~4000东方振动和噪声技术研究所:数据采集与信号处理软件DASP2000东方振动和噪声技术研究所试验系统布置如图2所示:图2试验系统布置简图三、试验准备1 .如图2安装好试验设备，并连线，质量块放到简支梁底部，传感器安装到简支梁的中部；2 .认真检查各联结件是否正确安装、紧固情况；3 .检查各传感器信号线连接的正确性；4 .系统上电预热30分钟四、试验内容1.测量单自由度系统的固有频率和阻尼比五、试验方法1 .开机进入DASP2000标准版的主界面；选择咋通道按|钮,进入单通道示波状态；2 .在悌样参数不将采样频率定为1000Hz,采样点数为2K,设置好标定值和工程单位3 .调节雁体钮为指数窗,在时域波形显示区域出现红色的指数曲线4 .用小锤或手敲击简支梁或电机，看到响应衰减信号，按下鼠标左键读数；5 .将当前采集到的数据保存到硬盘上，设置好文件名，试验号、测点号和保存路径；6 .试验数据采集及处理1 .移动光标读取波峰值和相邻的波峰值并记录，在频谱图中读取当前波形的频率值；2 .重复上述步骤，收取不同位置的波峰值和相邻的波谷值。

3 .拷贝保存的数据文件7 .试验数据记录表格格式实验次数第一峰峰值第二峰峰值频率阻尼比波峰值波谷值峰峰值波峰值波谷值峰峰值1238 .实验报告要求1 .完成数据表格2 .编程处理拷贝的数据文件，绘制类似图1的衰减曲线，并求出各个波峰，与记录的数据向对照3 .计算系统的固有频率和阻尼比多自由度系统固有频率和振型测试实验指导书、试验目的1 .学习建立两自由度模型2 .掌握两自由度系统固有频率的计算和测试方法、试验原理两自由度无阻尼系统，集中质量mA=mB=m,弦长度L,弦上拉力为T,其运动微分方程为：IMM•I.K卜：丫：—01其中：,[m0।]6T/L-3T/LM]=j,K]=|」0m1-3T/L6T/L,2 - ik I--.226T/L - 2m-3T/L-3T/L6T/L -82m2 2叫=3T/mL , 02 =9T/mL当叫2=3T/mL,电1,21当，=9T/mL,%=/卜HJ三、试验系统组成实验用仪器设备见表1表1实验用仪器设备仪器名称型号与规格精度制造厂家振动教学试验台ZJY-601T东方振动和噪声技术研究所振动教学试验仪ZJY-601A0.5%东方振动和噪声技术研究所卡式采集仪INV30312位东方振动和噪声技术研究所加速度传感器CD0.5%北戴河电子仪器厂调速电机0~4000东方振动和噪声技术研究所非接触式电涡流传感器8500东方振动和噪声技术研究所［数据采集与信号处理软件DASP2000东方振动和噪声技术研究所试验系统布置如图1所示:图1试验系统布置简图四、试验准备1 .如图1安装好试验设备，并连线，质量块放到简支梁底部，传感器安装到简支梁的中部；2 .将两个小质量块（6g）分别固定在支撑钢丝的1/3和2/3处，非接触式激振器和电涡流传感器分别对着一个质量块，拧紧固定螺钉3 .认真检查各联结件是否正确安装、紧固情况；4 .检查各传感器信号线连接的正确性；5 .系统上电预热30分钟五、试验内容1 .测量二自由度系统的固有频率2 .测量二自由度系统的振型六、试验方法，数据采集及处理1 .开机进入DASP2000标准版的主界面；选择单通道按|钮,进入单通道示波状态；2 .在快样参数小将采样频率定为500Hz,程控1倍，采样点数为2K,工程单位」m3 .调节ZJ-601A型振动教学仪器前面板的频率调节旋钮，当质量块第一次振动幅度最大时，打开讣据列装国钮从频率计中读取频率值。

4 .继续调节，当质量块第二次振动幅度最大时，在右窗口中读取频率值并记录八、试验数据记录表格格式实验次数配重拉力(N)质量块的质量(g)钢丝长度(m)一阶二阶1理论9.8160.68实测2理论14.7260.68实测3理论19.6260.68实测4理论24.5360.68实测九、实验报告要求1 .完成数据表格2 .计算系统的固有频率3 .计算系统振型45 6。