大連理工大學(xué)理論力學(xué)工程減振實(shí)驗(yàn).ppt

,大連理工大學(xué)基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心,Elementary Mechanics Test Center,本室開(kāi)設(shè)的課程為 工程減振自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) （力學(xué)實(shí)驗(yàn)一） 請(qǐng)同學(xué)們不要進(jìn)錯(cuò)教室,Elementary Mechanics Test Center,說(shuō)幾句題外話 1、實(shí)驗(yàn)教改方案的征集 網(wǎng)址： 2、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的發(fā)放；報(bào)告箱鑰匙的歸還 3、單獨(dú)設(shè)課，學(xué)分為0.5；考試時(shí)間的確定 4、總成績(jī)：實(shí)驗(yàn)報(bào)告占40，考試占60，無(wú)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，未上實(shí)驗(yàn)課，按不及格處理 5、對(duì)于互相抄襲情況的處理 6、對(duì)自己成績(jī)有異議的情況,大連理工大學(xué)基礎(chǔ)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心,Elementary Mechanics Test Center,the fifth mechanics test 工程減振自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 主講人：邢懷念,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ),常用數(shù)據(jù)處理工具 計(jì)量基礎(chǔ) 數(shù)值修約規(guī)則 誤差分析,常用數(shù)據(jù)處理工具,常用的數(shù)據(jù)處理工具 調(diào)查表 因果圖 分層法 排列圖 直方圖 控制圖,調(diào)查表 是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理和初步分析的基本工具 特別是在進(jìn)行開(kāi)拓性的試驗(yàn)時(shí)，這個(gè)顯得尤為重要 對(duì)所進(jìn)行的試驗(yàn)有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)是決定試驗(yàn)成敗的關(guān)鍵 比如：尺寸調(diào)查表,因果圖 也稱為魚(yú)骨圖或樹(shù)枝圖，因其形似而得名 這是一種逐步深入研究和分析問(wèn)題的圖示方法 它將與結(jié)果有關(guān)的所有因素按照因果次序加以排列同一張圖上，系統(tǒng)而又全面完整 有利于分清主次，找到解決問(wèn)題的方法,常用數(shù)據(jù)處理軟件 Origin MATLAB SPSS Excel,常用數(shù)據(jù)處理軟件功能比較,計(jì)量基礎(chǔ) 國(guó)際單位制（SI）基本單位 長(zhǎng)度 m 質(zhì)量 kg 時(shí)間 s 電流 A 熱力學(xué)溫度 K 光強(qiáng)度單位 cad 物質(zhì)的量 mol 輔助單位 平面角弧度 rad 立體角球面度 Sr,十進(jìn)位制詞頭 109 G 106 M 103 k 102 h 101 da 10-1 d 10-2 c 10-3 m 10-6 ,修約間隔的確定 一般為10n（n為整數(shù)），或指明將數(shù)值修約到n位小數(shù) 進(jìn)舍規(guī)則 四舍六入五考慮，五后非零就進(jìn)一，五后皆零看奇偶，五前為偶應(yīng)舍去，五前為奇要進(jìn)一 負(fù)數(shù)修約時(shí)，先將它的絕對(duì)值按規(guī)則修約，然后在修約值前面加上負(fù)號(hào) 擬修約數(shù)字應(yīng)在確定修約間隔或指定修約位數(shù)后一次修約獲得結(jié)果，而不得多次連續(xù)修約,數(shù)值修約規(guī)則 GB/T8170,0.5單位修約 將擬修約數(shù)值X乘以2，按指定修約間隔對(duì)2X依上述規(guī)則修約，得數(shù)值（2X修約值）再除以2 0.2單位修約 將擬修約數(shù)值X乘以5，按指定修約間隔對(duì)5X依上述規(guī)則修約，得數(shù)值（5X修約值）再除以5,計(jì)算過(guò)程中數(shù)字位數(shù)的選擇 加減運(yùn)算中，有效數(shù)字以小數(shù)點(diǎn)位數(shù)最少的為準(zhǔn)。在運(yùn)算量大的計(jì)算中，為使誤差不迅速積累，可多取一位有效數(shù)字 乘除運(yùn)算中，有效數(shù)字以最少有效數(shù)字位數(shù)為準(zhǔn)，其余各數(shù)字均湊成比該因子多一個(gè)數(shù)字，而與小數(shù)點(diǎn)位值無(wú)關(guān)，計(jì)算結(jié)果應(yīng)保留的位數(shù)與原來(lái)數(shù)字中有效數(shù)字最少的那個(gè)相同或多一位 在平均值計(jì)算中，若有4個(gè)或多于4個(gè)數(shù)取平均，則平均數(shù)的有效位數(shù)可增加1位 常數(shù)e、等的有效位數(shù)，需要幾位取幾位,將數(shù)平方或開(kāi)方后，結(jié)果可比原數(shù)多保留一位或相同 同時(shí)需要進(jìn)行幾種運(yùn)算時(shí)，對(duì)需要做中間運(yùn)算的數(shù)字所保留的位數(shù)，應(yīng)比單一運(yùn)算時(shí)所應(yīng)保留的位數(shù)多一位 對(duì)于采用計(jì)算器或計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，運(yùn)算過(guò)程中不需要湊整，但是運(yùn)算結(jié)果必須按照數(shù)據(jù)修約規(guī)則正確處理,誤差定義 對(duì)一個(gè)物理量測(cè)量后，測(cè)量結(jié)果與該物理量真實(shí)大小之間的差異。不能完全消除，只能減小和削弱 誤差與真實(shí)值之比稱為實(shí)際相對(duì)誤差，因測(cè)量值與真實(shí)值接近，故也可以把誤差與測(cè)量值之比作為標(biāo)稱相對(duì)誤差 在實(shí)際工程中，對(duì)于測(cè)量傳感器的精度等級(jí)一般是采用額定相對(duì)誤差表示。額定相對(duì)誤差為量程范圍內(nèi)最大測(cè)量誤差與儀器滿量程值之比,誤差分析,誤差的來(lái)源 設(shè)備誤差 按來(lái)源分為 標(biāo)準(zhǔn)器誤差； 儀表誤差； 附件誤差 按表現(xiàn)形式分為： 機(jī)構(gòu)誤差； 調(diào)整誤差； 量值誤差 環(huán)境誤差 人員誤差 方法誤差,誤差的種類 按產(chǎn)生的原因和性質(zhì)分為：隨機(jī)誤差（或稱偶然誤差）、系統(tǒng)誤差、粗差（或稱過(guò)失誤差） 系統(tǒng)誤差 系統(tǒng)誤差服從某一確定的規(guī)律。它引起平均值對(duì)真值的偏離，決定著測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度 系統(tǒng)誤差主要由儀器校準(zhǔn)誤差、實(shí)驗(yàn)條件、個(gè)人誤差等因素引起，可分為定值系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差兩大類 定值系統(tǒng)誤差：在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，誤差大小和方向始終不變。如定值量具的偏差、計(jì)量器具的零位誤差等 變值系統(tǒng)誤差：在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，誤差大小和方向按確定的規(guī)律變化,粗大誤差 明顯超出確定條件下預(yù)期的誤差 粗大誤差往往是由于人工疏忽或環(huán)境的干擾造成的，所以也稱疏失誤差或粗差 隨機(jī)誤差 在實(shí)際情況相同的條件下，多次測(cè)量同一量時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)定方式變化的誤差，稱之為隨機(jī)誤差 隨機(jī)誤差是判斷誤差、環(huán)境條件的變化于擾等許多因素共同影響的結(jié)果,粗差剔除準(zhǔn)則 3準(zhǔn)則（萊因達(dá)準(zhǔn)則） n10，Ti-T均值3，剔除 肖維勒準(zhǔn)則 fn是n的函數(shù),Ti-T均值fn，剔除 格拉布斯準(zhǔn)則 (Ti-T均值)/= g(n,a)，a為顯著性水平 有嚴(yán)格概率含義，推薦使用 迪克松（Dixon）準(zhǔn)則 采用極差比，數(shù)據(jù)從小到大排列,粗差剔除注意事項(xiàng) 剔除可疑數(shù)據(jù)時(shí)，首先應(yīng)對(duì)樣本觀測(cè)值中的最小值和最大值進(jìn)行判斷，因?yàn)檫@兩個(gè)值極有可能是可疑數(shù)據(jù) 可疑數(shù)據(jù)每次只能剔除一個(gè)，然后按剩下的樣本觀測(cè)值重新計(jì)算，再做第二次判斷，如此逐個(gè)地剔除，直到所有剩下的值不再是可疑數(shù)據(jù)為止。不允許一次同時(shí)剔除多個(gè)樣本觀測(cè)值 采用不同準(zhǔn)則對(duì)可疑數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)不同結(jié)論，此時(shí)要對(duì)所選用準(zhǔn)則的適用范圍，給定的檢驗(yàn)水平的合理性，以及產(chǎn)生可疑數(shù)據(jù)原因等作進(jìn)一步分析,本次試驗(yàn)所涉及理論課內(nèi)容,理論力學(xué)教材 第18章 振動(dòng),論文要求,篇幅 不低于5000字，不允許打印 時(shí)間 課上4學(xué)時(shí)，課下不限 十八周周五前提交論文,論文格式要求,工程背景或研究背景 基本理論（研究現(xiàn)狀） 減振方法及減振措施 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 數(shù)據(jù)比較與處理 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 參考文獻(xiàn),工程背景或研究背景 自己查資料 基本理論（研究現(xiàn)狀） 自己查資料,消除震源：干擾力的存在導(dǎo)致強(qiáng)迫振動(dòng)，消除振動(dòng)的根本辦法是消除干擾力的來(lái)源。 避開(kāi)共振區(qū)：使系統(tǒng)的固有頻率遠(yuǎn)離開(kāi)干擾力的頻率，確保系統(tǒng)不在共振區(qū)內(nèi)工作。 增大阻尼：阻尼對(duì)受迫振動(dòng)的振幅值有抑制作用，在共振區(qū)內(nèi)，阻尼明顯使振幅值下降。 動(dòng)力消振器 利用兩個(gè)自由度系統(tǒng)受迫振動(dòng)的原理，使某個(gè)附屬系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)，以減輕主要設(shè)備的振動(dòng)。,工程中利用強(qiáng)迫振動(dòng)理論進(jìn)行消震或減振的方法,減振方法及減振措施,幅頻特性（單自由度系統(tǒng)）,動(dòng) 力 吸 振 器,舉例,吸振：將原系統(tǒng)振動(dòng)能量轉(zhuǎn)移到附加系統(tǒng)上，從而使原系統(tǒng)振動(dòng)減小。 動(dòng)力吸振器原理：利用聯(lián)結(jié)在振動(dòng)系統(tǒng)上的附加質(zhì)量的動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)吸振，即將原振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)移到附加的彈簧質(zhì)量振動(dòng)系統(tǒng)上。 單式動(dòng)力吸振器：主振系統(tǒng)是一個(gè)單自由度系統(tǒng)，主振系統(tǒng)與動(dòng)力吸振器一起構(gòu)成二自由度系統(tǒng)。是兩個(gè)自由度系統(tǒng)強(qiáng)迫振動(dòng)的一個(gè)例子。,基本概念,吸振原理,單式動(dòng)力吸振器力學(xué)模型,吸振原理,方程特解：,吸振原理,無(wú)量綱轉(zhuǎn)換,吸振原理,分析 當(dāng) 時(shí)，得到： 。 這表明質(zhì)量塊m1的振動(dòng)完全消失，達(dá)到了吸振的目的。 說(shuō)明 單式動(dòng)力吸振器只對(duì)某一固定頻率下的振動(dòng)進(jìn)行吸振。 安裝減振器后，系統(tǒng)成為二自由度系統(tǒng)。 原系統(tǒng)具有一定振幅，加減振器后振幅為零，達(dá)到減振目的；但會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)新的共振區(qū)。因此，動(dòng)力吸振器對(duì)頻率基本不變的干擾力是很有效的。 若干擾力頻率在較大范圍內(nèi)變化，一般考慮用有阻尼的減振器。,吸振原理,單式動(dòng)力吸振器吸振傳遞曲線圖,1,1,0,吸振原理,特例（共振狀態(tài)下的吸振） 設(shè)原來(lái)的單自由度系統(tǒng)（主系統(tǒng)）在給定的干擾力作用下正好處于共振狀態(tài)，即 ，此時(shí)的幅頻特性曲線為虛線所示。 安裝減振器后，系統(tǒng)成為二自由度系統(tǒng)。若減振元件滿足 ，則幅頻特性曲線如圖中實(shí)線所示。 原系統(tǒng)處在共振狀態(tài)，加吸振器后共振區(qū)振幅降為零，達(dá)到減振目的；但出現(xiàn)兩個(gè)新的