单自由度系统自由衰减振动及强迫振动(zu).pptVIP

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单自由度系统自由衰减振动及强迫振动(zu)

单自由度系统的自由衰减振动 和强迫振动的特征参数测量 2-1、当 且为小阻尼时,微分方程的解为: 五、实验数据及结果 * 理论力学振动实验一 力学基础教学实验中心 概 述 振动测试有两种主要技术路线: 模拟技术 被测对象 传感器 调理电路 放大器 示波器 记录仪 A/D转换 CPU 分析与显示 数字技术(虚拟仪器) 单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量 重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室 一、实验目的 1、了解常用振动测试系统的组成及仪器使用方法; 2、学习利用单自由度振动自由衰减时域波形求取 系统的固有频率f; 3、学习利用正弦激励法测量单自由度系统的幅频 特性曲线,并用该曲线来计算系统的固有频率f 和阻尼比ξ。 单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量 重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室 二、实验仪器设备 1、SJF-3型激振信号源、JZ-1型激振器; 2、SCZ2-3型测振仪、ZG-1型传感器、 虚拟测试仪; 3、简支梁(视为无质量的弹簧)、 质量块(视为无弹性的集中质量)。 单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量 重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室 三、实验原理 1、被测对象与力学模型 该系统可视为: 单自由度弹簧---质量系统 单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量 重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室 ▲ ● 简支梁 (忽略其质量) m 质量块 (忽略其弹性) 三、实验原理 2、该系统的运动微分方程: 重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室 上式两边除 m,整理可得: 或 单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量 重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室 强迫振动和单自由度系统的自由衰减振动的特征参数测量 该系统称为单自由度自由衰减振动 三、实验原理 Ae -nt x t 0 T1 t1 ta △t=ta-t1 A -A 自由衰减振动波形图 如果能够得到左图,即可求得系统的固有频率:f=1/T1 四、实验测试框图 单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量 重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室 x Ae -nt t 0 T1 t1 ta △t=ta-t1 A -A 五、实验数据及结果 1 用手敲击 激励 传感器 系统微分方程的解为: 重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室 H(ω)称为强迫振动的传递函数 单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量 2-2、当 时,该系统为强迫振动 单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量 重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室 2-2-1、强迫振动的幅频特性曲线 特点: 阻尼越小,固有 频率处幅值越高。 通过测试幅频特性曲线即可测得阻尼特性 取不同的ξ值,得不同的幅频特性曲线。 四、实验测试框图 1、在不变激励力的条件下,按照一定的频率增量,调节激振力的频率ρ,并测量相应的响应值,画出幅—频特性响应曲线。 2、根据幅—频特性曲线的最大值点Bmax,求系统的固有频率f。根据半功率点求阻尼系数ξ。 单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量 重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室 阻尼比: 阻尼比ξ ρb ρa 固有频率f 单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量 重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室 固有频率: 六、单自由度自由衰减振动实验步骤 单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量 重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室 1、将传感器置于集中质量块上,输出端接测振仪。 2、在计算机屏幕上点击左下角“退出系统”处按扭[单],进 入FFT频谱分析仪。 3、点击左下角“数据源”处按扭[再线],采样参数选择:频道1024Hz、通道1或2、采样长度取5。 4、参数设定好后,点击[确定]按扭、同时用手轻敲击简支梁(每1-2秒敲击3次)。 5、波形窗口出现后,用[页面控制]按扭选择一段规则波形来确定分析波峰次数a,用鼠标点击选定起始波峰处,从波形图上方读出时间值并记录下来;同理,记录终止波峰处的时间值,计算a个波峰间的时间差。 6、根据公式计算出简支梁振动的固有频率f和周期T1。 七、强迫振动实验步骤 单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量 重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室 1、将传感器置于集中质量块上,输出端接测振仪。 2、将激振器接入激振信号源的输出端,开启激振信号源的电源开关,将电流调到80至100mA之间,使系统产生正弦振动。 3、按一

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