機(jī)械振動實(shí)驗指導(dǎo)書

1、 機(jī)械振動課程實(shí)驗指導(dǎo)書機(jī)械與車輛學(xué)院 2009年6月編制目錄單自由度系統(tǒng)強(qiáng)迫振動的幅頻特性、固有頻率及阻尼比的測定2單自由度系統(tǒng)自由衰減振動及固有頻率、阻尼比的測定7多自由度系統(tǒng)固有頻率和振型測試11單自由度系統(tǒng)強(qiáng)迫振動的幅頻特性、固有頻率及阻尼比的測定實(shí)驗指導(dǎo)書一、試驗?zāi)康?學(xué)會測量單自由度系統(tǒng)強(qiáng)迫振動的幅頻特性曲線；2學(xué)會測量單自由度系統(tǒng)強(qiáng)迫振動的幅頻特性曲線；二、試驗原理有阻尼的強(qiáng)迫振動，當(dāng)經(jīng)過一定時間后，只剩下強(qiáng)迫振動部分，有阻尼強(qiáng)迫振動的振幅特性：動態(tài)振幅和靜態(tài)位移之比值稱為動力放大系數(shù)：加速度響應(yīng)和位移響應(yīng)的關(guān)系：根據(jù)幅頻特性曲線：在時，共振處的動力放大系數(shù)，峰值兩邊，處的頻率、

2、稱為半功率點(diǎn)，與之間的頻率范圍稱為系統(tǒng)的半功率帶寬。代入動力放大系數(shù)計算公式 當(dāng)很小時解得： 即三、試驗系統(tǒng)組成實(shí)驗用儀器設(shè)備見表1。表1 實(shí)驗用儀器設(shè)備儀器名稱型號與規(guī)格精度制造廠家振動教學(xué)試驗臺ZJY-601T東方振動和噪聲技術(shù)研究所振動教學(xué)試驗儀ZJY-601A0.5%東方振動和噪聲技術(shù)研究所卡式采集儀INV30312位東方振動和噪聲技術(shù)研究所加速度傳感器CD0.5%北戴河電子儀器廠數(shù)據(jù)采集與信號處理軟件DASP2000東方振動和噪聲技術(shù)研究所試驗系統(tǒng)布置如圖1所示： 圖1 試驗系統(tǒng)布置簡圖四、試驗準(zhǔn)備1. 如圖1安裝好試驗設(shè)備，并連線，質(zhì)量塊放到簡支梁底部，傳感器安裝到簡支梁的中部；2

3、. 認(rèn)真檢查各聯(lián)結(jié)件是否正確安裝、緊固情況；3. 檢查各傳感器信號線連接的正確性；4. 系統(tǒng)上電預(yù)熱30分鐘五、試驗內(nèi)容1. 測量單自由度系統(tǒng)強(qiáng)迫振動的幅頻特性曲線；2. 根據(jù)幅頻特性曲線確定系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比六、試驗方法1開機(jī)進(jìn)入DASP2000標(biāo)準(zhǔn)版的主界面；選擇單通道按鈕，進(jìn)入單通道示波狀態(tài);2把ZJY-601A型振動教學(xué)試驗儀的頻率按鈕用手動搜索一下簡支梁當(dāng)前的共振頻率，調(diào)節(jié)放大倍數(shù)道“1”擋，不要讓共振時的信號過載。3把頻率調(diào)到零，逐漸增大到50Hz。每增加一次（約25Hz，在共振峰附近盡量增加測點(diǎn)數(shù)），記錄振幅數(shù)據(jù)和對應(yīng)的頻率數(shù)據(jù)。在測量過程中，如果振幅太小，可以調(diào)節(jié)放大按鈕，

4、在記錄數(shù)據(jù)時，要除以放大倍數(shù)七、試驗數(shù)據(jù)采集及處理1. 記錄不同頻率對應(yīng)的振幅，繪制幅頻特性曲線，如圖2所示；2. 確定振幅的峰值和有效值，及其對應(yīng)的頻率；圖2 幅頻特性曲線八、試驗數(shù)據(jù)記錄表格格式頻率Hz振幅頻率Hz振幅頻率Hz振幅頻率Hz振幅九、實(shí)驗報告要求1編寫程序，用3階多項式擬和幅頻特性曲線2在擬和曲線中編程尋找，3計算得到系統(tǒng)的共振頻率4利用公式計算系統(tǒng)的阻尼單自由度系統(tǒng)自由衰減振動及固有頻率、阻尼比的測定實(shí)驗指導(dǎo)書一、試驗?zāi)康?了解單自由度系統(tǒng)模型的自由衰減振動的有關(guān)概念；2學(xué)習(xí)用頻譜分析信號的頻率；3學(xué)習(xí)測試單自由度系統(tǒng)模型阻尼比的方法。二、試驗原理單自由度系統(tǒng)的阻尼計算在結(jié)構(gòu)

5、和測振儀器的分析中是很重要的。阻尼的計算常常通過衰減振動的過程曲線（波形）的衰減比例來進(jìn)行計算。衰減振動波形示于圖1。圖1衰減振動波形每經(jīng)過半周期的振幅的比值為一常量， 對數(shù)衰減率 從而求得阻尼比 在小阻尼時，由于衰減率很小，這樣讀數(shù)和計算誤差較大，所以往往讀取相鄰兩個波形的峰值之比，在時， 三、試驗系統(tǒng)組成實(shí)驗用儀器設(shè)備見表1。表1 實(shí)驗用儀器設(shè)備儀器名稱型號與規(guī)格精度制造廠家振動教學(xué)試驗臺ZJY-601T東方振動和噪聲技術(shù)研究所振動教學(xué)試驗儀ZJY-601A0.5%東方振動和噪聲技術(shù)研究所卡式采集儀INV30312位東方振動和噪聲技術(shù)研究所加速度傳感器CD0.5%北戴河電子儀器廠調(diào)速電機(jī)0

6、4000東方振動和噪聲技術(shù)研究所數(shù)據(jù)采集與信號處理軟件DASP2000東方振動和噪聲技術(shù)研究所試驗系統(tǒng)布置如圖2所示： 圖2 試驗系統(tǒng)布置簡圖三、試驗準(zhǔn)備1. 如圖2安裝好試驗設(shè)備，并連線，質(zhì)量塊放到簡支梁底部，傳感器安裝到簡支梁的中部；2. 認(rèn)真檢查各聯(lián)結(jié)件是否正確安裝、緊固情況；3. 檢查各傳感器信號線連接的正確性；4. 系統(tǒng)上電預(yù)熱30分鐘四、試驗內(nèi)容1. 測量單自由度系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比五、試驗方法1開機(jī)進(jìn)入DASP2000標(biāo)準(zhǔn)版的主界面；選擇單通道按鈕，進(jìn)入單通道示波狀態(tài);2在采樣參數(shù)中將采樣頻率定為1000Hz，采樣點(diǎn)數(shù)為2K，設(shè)置好標(biāo)定值和工程單位3調(diào)節(jié)加窗按鈕為指數(shù)窗，在時域

7、波形顯示區(qū)域出現(xiàn)紅色的指數(shù)曲線4用小錘或手敲擊簡支梁或電機(jī)，看到響應(yīng)衰減信號，按下鼠標(biāo)左鍵讀數(shù)；5將當(dāng)前采集到的數(shù)據(jù)保存到硬盤上，設(shè)置好文件名，試驗號、測點(diǎn)號和保存路徑；六. 試驗數(shù)據(jù)采集及處理1. 移動光標(biāo)讀取波峰值和相鄰的波峰值并記錄，在頻譜圖中讀取當(dāng)前波形的頻率值；2. 重復(fù)上述步驟，收取不同位置的波峰值和相鄰的波谷值。3. 拷貝保存的數(shù)據(jù)文件。七試驗數(shù)據(jù)記錄表格格式實(shí)驗次數(shù)第一峰峰值第二峰峰值頻率阻尼比波峰值波谷值峰峰值波峰值波谷值峰峰值123八.實(shí)驗報告要求1完成數(shù)據(jù)表格2編程處理拷貝的數(shù)據(jù)文件，繪制類似圖1的衰減曲線，并求出各個波峰，與記錄的數(shù)據(jù)向?qū)φ铡?計算系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比

8、多自由度系統(tǒng)固有頻率和振型測試實(shí)驗指導(dǎo)書一、試驗?zāi)康?學(xué)習(xí)建立兩自由度模型。2掌握兩自由度系統(tǒng)固有頻率的計算和測試方法。二、試驗原理兩自由度無阻尼系統(tǒng)，集中質(zhì)量，弦長度L，弦上拉力為T，其運(yùn)動微分方程為：其中：，當(dāng)，當(dāng)，三、試驗系統(tǒng)組成實(shí)驗用儀器設(shè)備見表1。表1 實(shí)驗用儀器設(shè)備儀器名稱型號與規(guī)格精度制造廠家振動教學(xué)試驗臺ZJY-601T東方振動和噪聲技術(shù)研究所振動教學(xué)試驗儀ZJY-601A0.5%東方振動和噪聲技術(shù)研究所卡式采集儀INV30312位東方振動和噪聲技術(shù)研究所加速度傳感器CD0.5%北戴河電子儀器廠調(diào)速電機(jī)04000東方振動和噪聲技術(shù)研究所非接觸式電渦流傳感器8500東方振動和噪聲

9、技術(shù)研究所數(shù)據(jù)采集與信號處理軟件DASP2000東方振動和噪聲技術(shù)研究所試驗系統(tǒng)布置如圖1所示： 圖1 試驗系統(tǒng)布置簡圖四、試驗準(zhǔn)備1. 如圖1安裝好試驗設(shè)備，并連線，質(zhì)量塊放到簡支梁底部，傳感器安裝到簡支梁的中部；2. 將兩個小質(zhì)量塊（6g）分別固定在支撐鋼絲的1/3和2/3處，非接觸式激振器和電渦流傳感器分別對著一個質(zhì)量塊，擰緊固定螺釘3. 認(rèn)真檢查各聯(lián)結(jié)件是否正確安裝、緊固情況；4. 檢查各傳感器信號線連接的正確性；5. 系統(tǒng)上電預(yù)熱30分鐘五、試驗內(nèi)容1. 測量二自由度系統(tǒng)的固有頻率2. 測量二自由度系統(tǒng)的振型六、試驗方法，數(shù)據(jù)采集及處理1開機(jī)進(jìn)入DASP2000標(biāo)準(zhǔn)版的主界面；選擇單通道按鈕，進(jìn)入單通道示波狀態(tài);2在采樣參數(shù)中將采樣頻率定為500Hz，程控1倍，采樣點(diǎn)數(shù)為2K，工程單位3調(diào)節(jié)ZJ-601A型振動教學(xué)儀器前面板的頻率調(diào)節(jié)旋鈕，當(dāng)質(zhì)量塊第一次振動幅度最大時，打開數(shù)據(jù)列表按鈕從頻率計中讀取頻率值。4繼續(xù)調(diào)節(jié)，當(dāng)質(zhì)量塊第二次振動幅度最大時，在右窗口