理論力學(xué)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)二

1、重慶大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心重慶大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心（綜合性實(shí)驗(yàn)）（綜合性實(shí)驗(yàn)）振動(dòng)實(shí)驗(yàn)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)被動(dòng)隔振被動(dòng)隔振、動(dòng)力吸振、動(dòng)力吸振及連續(xù)彈性梁特性及連續(xù)彈性梁特性測(cè)測(cè)定定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康? 3、了解單式動(dòng)力吸振器的吸振原理、了解單式動(dòng)力吸振器的吸振原理、觀察觀察吸吸振現(xiàn)象并繪出幅頻特性曲線(xiàn)振現(xiàn)象并繪出幅頻特性曲線(xiàn)( )( )。B 2 2、用共振法測(cè)量懸臂梁一階、二階、三階固有、用共振法測(cè)量懸臂梁一階、二階、三階固有 頻率頻率 ，觀察并繪出一至三階主振型圖。，觀察并繪出一至三階主振型圖。321fff、1 1、學(xué)會(huì)測(cè)量和計(jì)算被動(dòng)隔振系數(shù)、學(xué)會(huì)測(cè)量和計(jì)算被動(dòng)隔振系數(shù)、隔振效率、隔振效率E E，

2、并繪出隔振效率圖并繪出隔振效率圖( )( )。E振動(dòng)實(shí)驗(yàn)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1 1、質(zhì)量塊（視為精密儀器和設(shè)備）、簡(jiǎn)支梁（視為地基）、質(zhì)量塊（視為精密儀器和設(shè)備）、簡(jiǎn)支梁（視為地基）2 2、ZG-1ZG-1型傳感器型傳感器2 2只、隔振器、吸振器；只、隔振器、吸振器；3 3、SJF-3SJF-3型激振信號(hào)源、型激振信號(hào)源、 JZ-1 JZ-1型激振器；型激振器；4 4、SCZ2-3SCZ2-3型測(cè)振儀、虛擬測(cè)試儀；型測(cè)振儀、虛擬測(cè)試儀；5 5、非接觸式激振器、非接觸式激振器、連續(xù)彈性梁。連續(xù)彈性梁。振動(dòng)實(shí)驗(yàn)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)（一）被動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)（一）被動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)1 1、實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)

3、試框圖、實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)試框圖激振器激振器激振信號(hào)源激振信號(hào)源地基地基隔振器隔振器計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)測(cè)振儀測(cè)振儀地基振幅地基振幅H H 1儀儀 器器儀器振幅儀器振幅B B傳感器傳感器2振動(dòng)實(shí)驗(yàn)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理2 2、被測(cè)對(duì)象及力學(xué)模型、被測(cè)對(duì)象及力學(xué)模型mR tx1 txo1oFtHxsin1力學(xué)模型力學(xué)模型)(1xxkF)(1xxcRkctHsin地基地基 精密儀器精密儀器隔振器隔振器tBsin被測(cè)對(duì)象被測(cè)對(duì)象振動(dòng)實(shí)驗(yàn)振動(dòng)實(shí)驗(yàn))sin(2)sin(20)()(2211tAxxtAxxnxxxcxxkxm 3 3、隔振對(duì)象的運(yùn)動(dòng)微分方程、隔振對(duì)象的運(yùn)動(dòng)微分方程由強(qiáng)迫振動(dòng)的振幅可得由強(qiáng)迫振

4、動(dòng)的振幅可得24)2(nHA其中其中/;/;/;nmcnmk22222222224)1(41)2()(/HnAB/其中其中振動(dòng)實(shí)驗(yàn)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)隔振系數(shù)隔振系數(shù)HBHB振源振幅儀器隔振后的振幅ff隔振系統(tǒng)的固有頻率激振力的頻率頻率比頻率比%100)1(E隔振效率隔振效率4 4、計(jì)算、計(jì)算振動(dòng)實(shí)驗(yàn)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)5 5、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表隔振系統(tǒng)的固有頻率隔振系統(tǒng)的固有頻率f=f=（ ）HzHz激振頻率激振頻率頻率比頻率比設(shè)備振幅設(shè)備振幅B振源振幅振源振幅H隔振系數(shù)隔振系數(shù)隔振效率隔振效率E E1012 131415 16 1718 1920 2530 35 4041 42 4344 4546 4

5、7 4849 5055 606570 75振動(dòng)實(shí)驗(yàn)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)（二）（二）連續(xù)彈性懸臂梁橫向振動(dòng)連續(xù)彈性懸臂梁橫向振動(dòng)1 1、實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)試框圖、實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)試框圖懸臂梁懸臂梁振動(dòng)實(shí)驗(yàn)振動(dòng)實(shí)驗(yàn) 懸臂梁為無(wú)窮多個(gè)自由度系統(tǒng)（彈性梁），懸臂梁為無(wú)窮多個(gè)自由度系統(tǒng)（彈性梁），理論上有無(wú)窮多個(gè)固有頻理論上有無(wú)窮多個(gè)固有頻率率。當(dāng)靠近梁的固定端施加交變正弦激振力時(shí)。當(dāng)靠近梁的固定端施加交變正弦激振力時(shí), ,梁產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)激振頻率梁產(chǎn)生振動(dòng)，當(dāng)激振頻率與梁的某個(gè)固有頻率相同時(shí)，梁便發(fā)生共振，與梁的某個(gè)固有頻率相同時(shí)，梁便發(fā)生共振，并呈現(xiàn)并呈現(xiàn)出特定的振型出特定的振型。本實(shí)本實(shí)驗(yàn)是用共振法來(lái)測(cè)定懸臂梁的一階、二

6、階、三階固有頻率和主振型。驗(yàn)是用共振法來(lái)測(cè)定懸臂梁的一階、二階、三階固有頻率和主振型。2 2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表3 3、繪出懸臂梁一階、二階、三階主振型圖。、繪出懸臂梁一階、二階、三階主振型圖。振動(dòng)實(shí)驗(yàn)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)（三）吸振實(shí)驗(yàn)（三）吸振實(shí)驗(yàn)1 1、實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)試框圖、實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)試框圖 吸振就是在振動(dòng)主系統(tǒng)上附加特殊的子系統(tǒng)，以轉(zhuǎn)移或吸振就是在振動(dòng)主系統(tǒng)上附加特殊的子系統(tǒng)，以轉(zhuǎn)移或消耗主系統(tǒng)的振動(dòng)能量，從而抑制主系統(tǒng)的振動(dòng)。消耗主系統(tǒng)的振動(dòng)能量，從而抑制主系統(tǒng)的振動(dòng)。動(dòng)力吸振器動(dòng)力吸振器m1傳感器傳感器激振器激振器m測(cè)振儀測(cè)振儀激振信號(hào)源激振信號(hào)源簡(jiǎn)支梁簡(jiǎn)支梁振動(dòng)實(shí)驗(yàn)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)2 2、被

7、測(cè)對(duì)象及力學(xué)模型、被測(cè)對(duì)象及力學(xué)模型m1簡(jiǎn)支梁簡(jiǎn)支梁?jiǎn)问絾问絼?dòng)力動(dòng)力吸振吸振器器被測(cè)對(duì)象被測(cè)對(duì)象thFsinm設(shè)備設(shè)備單式動(dòng)力吸振力學(xué)模型單式動(dòng)力吸振力學(xué)模型m1 1m)(11xxkkxthsinmm1x1xthFsink1k振動(dòng)實(shí)驗(yàn)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)由振動(dòng)理論知，該二自由度系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程為：由振動(dòng)理論知，該二自由度系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程為： thkxxxkxmsin)(11 )(1111xxkxm 方程的穩(wěn)態(tài)解為：方程的穩(wěn)態(tài)解為：tBxsintBxsin113 3、系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程、系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)微分方程振動(dòng)實(shí)驗(yàn)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的振幅為：系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的振幅為：B1B=21mkk1k1k211mk 1h0)(

8、h211mk 1k=其中其中（）是系統(tǒng)的特征多項(xiàng)式是系統(tǒng)的特征多項(xiàng)式2121121)()(kmkmkk12111141)(kkmkmkkmmm當(dāng)當(dāng) 時(shí)，主系統(tǒng)的振幅時(shí)，主系統(tǒng)的振幅 。這時(shí)。這時(shí) ，吸振，吸振器的振幅為器的振幅為 ，可見(jiàn)質(zhì)量，可見(jiàn)質(zhì)量 上受到的激振力恰好被來(lái)自上受到的激振力恰好被來(lái)自吸振器彈簧的彈性恢復(fù)力吸振器彈簧的彈性恢復(fù)力 所平衡。所平衡。11mk11khB0Bm21)(k11Bk振動(dòng)實(shí)驗(yàn)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)4 4、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表頻率頻率 ( )202224252627282930 31 32333540振幅振幅B( )5 5、繪出幅頻特性曲線(xiàn)（、繪出幅頻特性曲線(xiàn)（ ）。）。BmHz振動(dòng)實(shí)驗(yàn)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求五、問(wèn)題討論五、問(wèn)題討論( (必答題必答題) ) 2 2、懸臂梁一、二、三階主振型各有何特點(diǎn)？、懸臂梁一、二、三階主振型各有何特點(diǎn)？1 1、被動(dòng)隔振效率曲線(xiàn)有何特點(diǎn)？、被動(dòng)隔振效率曲線(xiàn)有何特點(diǎn)？3 3、動(dòng)力吸振幅頻特性曲線(xiàn)有何特點(diǎn)？、動(dòng)力吸振幅頻特性曲線(xiàn)有何特點(diǎn)？3 3、測(cè)定懸臂梁的一、二、三階固有頻率，、測(cè)