简支梁振动系统动态特性综合测试方法.doc

目录 一、设计题目 1 二、设计任务 1 三、所需器材 1 四、动态特性测量 1 1.振动系统固有频率的测量 1 2.测量并验证位移、速度、加速度之间的关系 3 3.系统强迫振动固有频率和阻尼的测量 6 4.系统自由衰减振动及固有频率和阻尼比的测量 7 5.主动隔振的测量 9 6.被动隔振的测量 13 7.复式动力吸振器吸振实验 18 五、心得体会 21 六、参考文献 22 一、设计题目 简支梁振动系统动态特性综合测试方法。 二、设计任务 振动系统固有频率的测量。 测量并验证位移、速度、加速度之间的关系。 系统强迫振动固有频率和阻尼的测量 系统自由衰减振动及固有频率和阻尼比的测量 主动隔振的测量。 被动隔振的测量。 复式动力吸振器吸振实验。 三、所需器材 振动实验台、激振器、加速度传感器、速度传感器、位移传感器、力传感器、扫描信号源、动态分析仪、力锤、质量块、可调速电机、空气阻尼器、复式吸振器。 四、动态特性测量 1.振动系统固有频率的测量 （1）实验装置框图：见（图1-1） （2）实验原理： 对于振动系统测定其固有频率，常用简谐力激振，引起系统共振，从而找到系统的各阶固有频率。在激振功率输出不变的情况下，由低到高调节激振器的激振频率，通过振动曲线，我们可以观察到在某一频率下，任一振动量（位移、速度、加速度）幅值迅速增加，这就是机械振动系统的某阶固有频率。 （图1-1实验装置图） （3）实验方法： ①安装仪器 把接触式激振器安装在支架上，调节激振器高度，让接触头对简支梁产生一定的预压力，使激振杆上的红线与激振器端面平齐为宜，把激振器的信号输入端用连接线接到DH1301扫频信号源的输出接口上。把加速度传感器粘贴在简支梁上，输出信号接到数采分析仪的振动测试通道。 ②开机 打开仪器电源，进入DAS2003数采分析软件，设置采样率，连续采集，输入传感器灵敏度、设置量程范围，在打开的窗口内选择接入信号的测量通道。清零后开始采集数据。 ③测量 打开DH1301扫频信号源的电源开关，调节输出电压，注意不要过载，手动调节输出信号的频率，从0开始调节，当简支梁产生振动，且振动量最大时（共振），保持该频率一段时间，记录下此时信号源显示的频率，即为简支梁振动固有频率。继续增大频率可得到高阶振动频率。 ④所得图形及数据分析： （图1-2：幅频特性曲线） 由幅频特性曲线可得到的数据： 表1-1：实验所得数据 阶数 一阶 二阶 三阶 固有频率（Hz） 58.5938 183.5938 386.7188 幅值（mv） 2.8724 5.6004 6.5225 2.测量并验证位移、速度、加速度之间的关系 （1）实验装置与仪器框图 （2）实验原理： 在振动测量中，有时往往不需要测量振动信号的时间历程曲线，而只 设振动位移、速度、加速度分别为x、v、a，其幅值分别为X、V、A： x = Bsin (ωψ) （式2-1） v = =ωBcos (ωt-ψ) （式2-2） （式2-3） 式中：B一一位移振幅 ——振动角频率 ψ——初相位 A=ω2B=(2πf)2B 式(-4) （图2-1：实验装置图） 振动信号的幅值可根据式(-4)中位移、速度、加速度的关系，分别 （3）实验方法： ①安装激振器 把激振器安装在支架上，将激振器和支架固定在实验台基座上，并保证激振器顶杆对简支梁有一定的预压力（不要超过激振杆上的红线标识），用专用连接线连接激振器和DH1301扫频信号源输出接口。 ②连接仪器和传感器 把加速度传感器安装在简支梁的中部，输出信号接到数采分析仪的振动测试通道；把位移传感器安装在简支梁的中部，输出信号接到数采分析仪的振动测试通道；把速度传感器安装在简支梁的中部，输出信号接到数采分析仪的振动测试通道。 ③仪器参数设置 打开数采仪器的电源开关，开机进入DHDAS数采分析软件的主界面，设置采样频率、量程范围，输入加速度传感器、速度传感器和位移传感器的灵敏度。 输入方式：压电传感器选AC，速度传感器选AC，位移传感器选SIN_DC； 打开三个窗口，分别显示三个通道的时间信号。 ④采集并显示数据 调节扫频信号源的输出频率和信号幅值，使梁产生明显振动。在三个窗口中读取当前振动的最大值（位移、速度、加速度）。 （4）实验数据：