模型桨叶振频及振型的测量实验.doc

附件二 直升机强度实验 指 导 书 直升机技术研究所 模型桨叶振频及振型的测量实验 一 、实验目的 桨叶动力特性是桨叶基本的振动特性。是判断桨叶是否发生振动、进行桨叶动力设计的准则之一，也是进行桨叶动力响应及稳定性分析的必要基础。本实验的目的就是要求掌握桨叶固有频率和相应振型测量的基本原理和方法，此外，还可以通过对振动模型的目视观察增加感性认识，从而建立起固有频率和振型一一对应的正确概念。 二、实验原理 1、固有频率的测量 当激振力的频率等于，模型的某阶固有频率时，出现共振现象，这时，示波器的李萨茹图形形成一个稳定的 椭圆。信号发生器上输入信号的频率即被测量模型的振动频率。 2、振型的测量 按一定的规律在模型上布置应变片，当共振发生时，模型便以该阶固有频率所对应的振型振动，这样，就可以根据测得的应变的分布规律估计出振型的大致形状。 三、实验装置及方法 名 称 型 号 动 态 应 变 仪 YD-15 光 线 示 波 器 SC-16A 振 动 台 ZS-3000 四、实验步骤 熟悉仪器、仪表 按图示方法连接仪器设备 对仪表进行调试 使讯号发生器的频率从零开始逐渐增大，模型随之开始振动，仔细观察，当示波器呈现一稳定椭圆时，激振器与模型发生共振。这时，讯号发生器的频率等于模型桨叶的一阶固有频率，记录这一频率并光线示波器的输出。观察相应的一阶振型。 继续增大讯号发生器的频率，当示波器再次呈现一稳定椭圆，即发生共振现象时，记录下这时讯号发生器的频率及光线示波器的输出。这一频率就是桨叶的二阶固有频率。同时，可以通过用手接触的方法或在模型上布砂粒的方法，找出模型与二阶固有频率相应的振型之节点，从而推断出二阶振型的大致形状。 重复第五步，就可以得出模型桨叶的三阶固有频率及相应的振型。要记录下这一频率并光线示波器的输出。 直升机强度实验报告 班 级 姓 名 日 期 模型桨叶振频及振型的测试 一、振频的测量 模型几何参数L= h= b= 弹性模量E= 比 重r= 模型桨叶频率计算 一阶固有频率 p1＝3.25 ＝ 二阶固有频率 P2＝22 ＝ 三阶固有频率 P3＝61.7 ＝ 将各阶频率计算值用“赫兹”表示代入下表 P1 P2 P3 理化计算值 实验测试值 相对误差 二、振型的测量 各阶振型在应变片布置点位置的幅值 0.10 0.28 0.40 0.68 0.90 一阶 理论值 0.35 0.24 0.46 1013 1072 实测值 二阶三阶 理论值 0.19 0.97 1.37 0.76 -1.05 实测值 理论值 0.46 1.51 1.05 -1.31 -0.46 实测值 相对误差 一阶 二阶 三阶 振型节点位置 一 阶 二 阶 三 阶 理论值 一 实测值 一 相对误差 在下列图中根据理论值和实测值画出各阶固有频率所对应的各阶振型 三、误差分析 根据理论计算所得到的各阶频率及相应振型与实验值进行比较，分析产生误差的原因。 振 动 台 模型 功率放大器 信号发生器 放 大 器 Y X 应变片 振 动 台 模型 信号发生器 功率放大器 光线示波器 动态应变仪 电桥 一阶振型 1 -1 0 二阶振型 1 -1 0 三阶振型 1 -1 0