系統(tǒng)模型參數(shù)測量及附加質(zhì)量對系統(tǒng)頻率的影響測定精

1、實(shí)驗(yàn)三 系統(tǒng)模型參數(shù)測量及附加質(zhì)量對系統(tǒng)頻率的影響測定單自由度系統(tǒng)模型參數(shù)的測試一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 學(xué)習(xí)建立單自由度系統(tǒng)模型；2、 學(xué)會用共振法測定單自由度系統(tǒng)模型的固有頻率、剛度；3、 學(xué)習(xí)簡支梁等效質(zhì)量的計(jì)算與測試。二、 實(shí)驗(yàn)儀器安裝示意圖 三、 實(shí)驗(yàn)原理單自由度線性系統(tǒng)是最簡單的振動系統(tǒng)，又是最基本的振動系統(tǒng)，這種系統(tǒng)在振動分中的重要性，一方面在于很多實(shí)際總是都可簡化為單自由度線性系統(tǒng)來處理，從而可直接利用對這種系統(tǒng)的研究成果來解決問題；另一方面在于單自由度系統(tǒng)具有一般振動系統(tǒng)的一些基本特性，實(shí)際上，它是多自由度系統(tǒng)、連續(xù)系統(tǒng)、甚至非線性系統(tǒng)進(jìn)行振動分析的基礎(chǔ)。任何一個(gè)實(shí)際的振動系統(tǒng)都

2、是無限復(fù)雜的，為了能對之進(jìn)行分析， 一定要加以簡化，并在簡化的基礎(chǔ)上建立合格的力學(xué)模型。在簡化的模型中，振動體的位置或開頭只需要用一個(gè)獨(dú)立的坐標(biāo)來描述的系統(tǒng)稱為單自由度系統(tǒng)。振動系統(tǒng)的力學(xué)模型是由三種理想化元件組成的，它們是：質(zhì)量塊、阻尼器和彈簧。1、 通過靜變形法測量單自由度系統(tǒng)的固有頻率ZJ-601T型振動教學(xué)試驗(yàn)臺上的簡支梁是一無限多自由度的梁，梁中部的配重看作質(zhì)量塊，使系統(tǒng)簡化為單自由度系統(tǒng)。梁相當(dāng)于一彈簧，則系統(tǒng)可簡化為一個(gè)單自由度無阻尼系統(tǒng)，力學(xué)模型如圖所示：在質(zhì)量塊的重力作用下，彈簧受到拉伸或壓縮，其靜變形與重力間的關(guān)系為 則根據(jù)固有頻率的定義，將上式代入則有 由材料力學(xué)知梁中點(diǎn)

3、的靜變形為 則系統(tǒng)的固有頻率為 簡支梁中點(diǎn)處的剛度為 2、 簡支梁等效質(zhì)量的計(jì)算對于中部附有集中質(zhì)量塊的簡支梁系統(tǒng)，若梁的均布質(zhì)量為，線密度為，假定梁在自由振動時(shí)的動撓度曲線與簡支梁中間有集中載荷作用下的靜撓度曲線一樣。由材料力學(xué)及振動理論可計(jì)算出均布質(zhì)量梁的質(zhì)量折合到梁中部的等效集中質(zhì)量。根據(jù)所測得頻率，可計(jì)算出等效剛度四、 實(shí)驗(yàn)步驟1、 參考示意圖連接好儀器和傳感器。2、 開機(jī)進(jìn)入DASP2000標(biāo)準(zhǔn)版軟件的主界面，選擇單通道按鈕，進(jìn)入單通道示波狀態(tài)進(jìn)行波形和頻譜同時(shí)示波。3、 調(diào)節(jié)ZJY-601型振動教學(xué)試驗(yàn)儀的頻率和功率放大器旋鈕，使梁產(chǎn)生共振，用加速度傳感器測量簡支梁的振動，經(jīng)ZJ-

4、601A型振動教學(xué)試驗(yàn)儀放大后，接入采集儀進(jìn)行示波。4、 打開數(shù)據(jù)列表按鈕從頻率計(jì)中讀取頻率值。5、 分別測量沒有配重塊、加一塊配重（1kg），加兩塊配重（2kg）時(shí)的頻率。五、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析1、 共振法測量配重情況不加配重加一塊配重（1kg）加兩塊配重（2kg）測試的頻率（Hz）2、 簡支梁等效質(zhì)量（梁的均布重量折合到梁的中部的質(zhì)量）和等效剛度K的計(jì)算。梁的質(zhì)量 kg 把測得的數(shù)據(jù)代入方程聯(lián)立解得： kg， N/m3、理論計(jì)算值與測試值梁固有頻率（Hz）梁的等效剛度（N/m）理論計(jì)算值實(shí)測值相對誤差（%）測試附加質(zhì)量對系統(tǒng)頻率的影響一、目的：1、 學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)頻率的測試；2、 測試附加質(zhì)量對結(jié)

5、構(gòu)頻率的影響二、安裝示意圖 三、實(shí)驗(yàn)原理單支梁是一個(gè)無限多自由度的均布質(zhì)量系統(tǒng)，可以簡化為彈簧和質(zhì)量的單自由度系統(tǒng)。梁的均布質(zhì)量可以折合成等效集中質(zhì)量，在單自由度系統(tǒng)模型參數(shù)測試試驗(yàn)中，已經(jīng)計(jì)算和測出了梁的等質(zhì)量和等效剛度： ，（在中點(diǎn)）系統(tǒng)的固有頻率計(jì)算公式：系統(tǒng)的固有頻率與集中質(zhì)量的平方根成反比，本試驗(yàn)通過在梁的中部附加集中質(zhì)量塊，改變系統(tǒng)固有頻率，可以繪制出頻率與質(zhì)量的變化曲線。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、 為了不對系統(tǒng)增加附加質(zhì)量，采用了非接觸式的電渦流傳感器，電渦流傳感器的輸入口位于ZJY-601A型振動與控制教學(xué)試驗(yàn)儀的后面板，可直接接入電渦流傳感器（如果采用其它電渦流傳感器，配套有前置放大器

6、，信號通過前面板上的電渦流輸入口，前置器的電壓輸入端接后面板的24V直流電源輸出口）。電渦流傳感器探頭部分距離測試表面約4mm以內(nèi)，參考示意圖連接好儀器和傳感器。2、 開機(jī)進(jìn)入DASP2000標(biāo)準(zhǔn)版軟件的主界面，選擇單通道按扭。進(jìn)入單通道示波狀態(tài)進(jìn)行波形和頻譜同時(shí)示波。3、 用渦流傳感器測量簡支梁的振動，經(jīng)ZJ-601A型振動教學(xué)試驗(yàn)儀放大后，接入采集儀進(jìn)行示波。4、 調(diào)節(jié)ZJ-601A型振動教學(xué)試驗(yàn)儀的頻率旋鈕，當(dāng)波形突然增大時(shí)，可用微調(diào)旋鈕慢慢調(diào)節(jié)，系統(tǒng)發(fā)生共振。注意調(diào)節(jié)信號增益旋鈕，不要使信號過載。5、 打開數(shù)據(jù)列表按鈕從頻率計(jì)中讀取頻率值。6、 分別加不同配重測量各種情況下系統(tǒng)的頻率。

7、五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1、 記錄測試數(shù)據(jù)配重情況不加配重加一塊配重（1kg）加兩塊配重（2kg）加兩塊半配重（2.5kg）加電機(jī)和兩塊半配重（2.5kg）理論計(jì)算頻率（Hz）測試的頻率（Hz）2、 繪制出頻率與質(zhì)量的變化曲線附加質(zhì)量分布對系統(tǒng)頻率的影響一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 學(xué)習(xí)系統(tǒng)質(zhì)量分布變化對系統(tǒng)頻率影響的原理：2、 測試質(zhì)量分布對結(jié)構(gòu)頻率的影響。二、 實(shí)驗(yàn)儀器安裝示意圖三、 實(shí)驗(yàn)原理簡支梁集中荷載在任意位置時(shí)，梁的剛度計(jì)算為 質(zhì)量分布不同對系統(tǒng)頻率的影響圖如下：對于由簡支梁和集中質(zhì)量組成的單自由度系統(tǒng)，由于質(zhì)量分布不同，剛度發(fā)生變化，系統(tǒng)的頻率也隨之變化，集中質(zhì)量在中間位置時(shí)，系統(tǒng)的頻率最低，隨著位置不同，其頻率變化曲線如下圖所示：圖中所示曲線分別是在簡支梁上加1.2kg和2.2kg集中質(zhì)量所測得的曲線，由圖可知，隨著集中荷載的增加，系統(tǒng)的頻率也相應(yīng)下降。當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，；四、 實(shí)驗(yàn)步驟1、 參考示意圖連接好儀器和傳感器。2、 開機(jī)進(jìn)入DASP2000標(biāo)準(zhǔn)版軟件的主界面，選擇單通道按鈕。進(jìn)入單通道示波狀態(tài)進(jìn)行波形和頻譜同時(shí)示波。3、 用傳感器測量簡支