振动实验报告..
物理振动运动实验报告

一、实验目的1. 观察和了解物理振动运动的基本现象;2. 掌握物理振动运动的规律,包括简谐振动、阻尼振动等;3. 学会运用物理实验方法,分析振动运动的影响因素;4. 培养实验操作技能和科学思维能力。
二、实验原理1. 简谐振动:在弹性力作用下,物体沿直线或曲线做周期性往复运动,其运动方程为:x = A cos(ωt + φ)其中,x为位移,A为振幅,ω为角频率,t为时间,φ为初相位。
2. 阻尼振动:在弹性力、阻尼力和外力共同作用下,物体做非简谐振动,其运动方程为:x = A e^(-βt) cos(ωt + φ)其中,β为阻尼系数。
3. 振动速度和加速度:振动速度v和加速度a分别为:v = -ωA sin(ωt + φ)a = -ω^2 A cos(ωt + φ)三、实验仪器1. 振动实验装置:包括振动台、连接线、振动传感器、示波器等;2. 数据采集与分析软件;3. 标准砝码;4. 刻度尺;5. 计时器。
四、实验内容与步骤1. 实验一:观察简谐振动(1)搭建实验装置,将振动传感器连接到示波器;(2)将振动台设置为固定频率,观察振动传感器输出的振动信号;(3)调整振动台的振幅,记录不同振幅下的振动信号;(4)分析振动信号,观察简谐振动的特征。
2. 实验二:观察阻尼振动(1)搭建实验装置,将振动传感器连接到示波器;(2)将振动台设置为固定频率,调整阻尼系数,观察振动传感器输出的振动信号;(3)记录不同阻尼系数下的振动信号;(4)分析振动信号,观察阻尼振动的特征。
3. 实验三:研究振动运动的影响因素(1)搭建实验装置,将振动传感器连接到示波器;(2)改变振动台的振幅、频率和阻尼系数,观察振动传感器输出的振动信号;(3)记录不同参数下的振动信号;(4)分析振动信号,研究振动运动的影响因素。
五、实验结果与分析1. 实验一:观察简谐振动通过实验,我们观察到振动传感器输出的振动信号为正弦波,验证了简谐振动的存在。
振动设计分析实验报告

振动设计分析实验报告1. 引言振动设计分析是一门重要的工程学科,广泛应用于机械工程、结构设计以及产品开发等领域。
振动设计分析实验通过对不同振动系统进行测试和分析,以评估系统的振动性能和特性。
本实验旨在通过测量不同振动系统的振幅、频率和相位等参数,以及对系统进行模态分析,并通过分析实验结果来探索振动设计的理论与应用。
2. 实验目的- 学习使用振动测量设备和仪器;- 了解振动设计的基本原理和分析方法;- 熟悉模态分析的操作流程;- 掌握振动设计分析实验的基本技巧。
3. 实验设备和仪器本实验所使用的设备和仪器包括:1. 振动传感器;2. 振动测量仪器;3. 示波器;4. 计算机。
4. 实验步骤1. 配置振动传感器并连接到振动测量仪器;2. 将振动传感器安装在待测试振动系统上,确保其与系统紧密接触;3. 打开振动测量仪器和示波器,并进行仪器校准;4. 调节振动系统的频率和振幅,测量并记录不同参数;5. 进行模态分析实验,记录系统的固有频率和振动模态;6. 将实验数据导入计算机,进行数据处理和分析;7. 分析实验结果,评估振动系统的性能和特点。
5. 实验结果与分析通过实验测量和分析,我们得到了以下结果:1. 不同振动系统的频率和振幅;2. 振动系统的固有频率和振动模态。
根据实验结果,我们可以评估振动系统的性能和特性,并进一步优化设计方案。
例如,通过调整振动系统的频率和振幅,我们可以使系统在工作范围内达到最佳的振动效果。
6. 实验总结本实验通过振动设计分析实验,我们学习了振动设计的基本原理和分析方法,并熟悉了模态分析的操作流程。
同时,我们掌握了使用振动测量设备和仪器的技巧,提高了实验操作的能力。
通过实验结果的分析和评估,我们可以得出结论:振动设计分析是有效评估振动系统性能和特性的方法,能为系统设计和优化提供重要参考。
7. 参考文献[1] 振动设计与分析原理教程, XX出版社, 20XX.[2] 振动工程学, XX出版社, 20XX.[3] 振动设计与控制, XX出版社, 20XX.附录- 实验数据表格;- 模态分析结果图表。
振动测量实验报告

振动测量实验报告振动测量实验报告引言振动是物体在空间中周期性的运动,广泛存在于自然界和工程实践中。
对振动的测量和分析对于了解物体的结构和性能具有重要意义。
本实验旨在通过振动测量实验,探究振动现象的特性和相关参数的测量方法。
实验目的1. 了解振动的基本概念和特性;2. 掌握振动参数的测量方法;3. 学习振动测量仪器的使用和操作;4. 分析振动测量结果,得出相应结论。
实验仪器和材料1. 振动测量仪器:包括加速度传感器、振动传感器、振动分析仪等;2. 实验样品:可选取弹簧振子、悬臂梁等。
实验步骤1. 准备工作:检查仪器是否正常工作,确保传感器与分析仪器连接良好;2. 安装样品:根据实验要求,选择合适的样品并固定在测量平台上;3. 连接传感器:将加速度传感器或振动传感器与样品连接,并确保传感器位置合适;4. 开始测量:启动振动分析仪器,进行振动测量;5. 记录数据:根据实验要求,记录振动参数的数值,包括振幅、频率、相位等;6. 分析结果:根据测量数据,进行振动特性的分析和对比;7. 结论和讨论:根据实验结果,得出相应结论,并进行讨论。
实验结果与讨论通过实验测量和分析,我们得到了一系列振动参数的数值。
以弹簧振子为例,我们观察到随着振动频率的增加,振幅逐渐减小,这符合振动能量逐渐耗散的特性。
同时,我们还发现在某些频率下,振幅会出现明显的共振现象,这是由于外界激励与振动系统的固有频率相吻合所致。
通过对不同样品的振动测量和对比分析,我们还可以得出不同结构和材料的振动特性差异。
例如,悬臂梁相比弹簧振子更容易发生共振现象,这是由于其固有频率较低,容易与外界激励相吻合。
这些实验结果有助于我们理解和优化工程结构的振动性能。
实验误差分析在实验过程中,可能存在一些误差,例如传感器的位置不准确、测量仪器的精度限制等。
这些误差可能对测量结果产生一定影响。
为了减小误差,我们应该在实验前进行充分的准备工作,确保仪器和样品的状态良好,并在测量过程中注意操作细节。
工厂振动测试实验报告(3篇)

第1篇一、引言随着工业自动化程度的不断提高,工厂生产过程中产生的振动问题日益受到重视。
振动不仅会影响设备的正常运行,还会对操作人员的安全和健康造成威胁。
为了确保工厂生产的安全和高效,本报告对工厂振动进行了系统测试,以了解振动源、振动传播路径以及振动对设备的影响,为振动控制提供科学依据。
二、实验目的1. 了解工厂振动产生的来源及传播路径。
2. 测量不同区域的振动强度和频率。
3. 分析振动对设备的影响。
4. 为振动控制提供科学依据。
三、实验设备与仪器1. 振动测试仪:用于测量振动强度和频率。
2. 激光测距仪:用于测量设备与振动源的距离。
3. 摄像头:用于观察振动现象。
4. 计算机软件:用于数据处理和分析。
四、实验方法1. 确定测试点:根据工厂布局,选取具有代表性的测试点,包括振动源附近、振动传播路径上以及设备附近。
2. 测试振动强度和频率:使用振动测试仪分别测量各个测试点的振动强度和频率。
3. 测量设备与振动源的距离:使用激光测距仪测量设备与振动源的距离。
4. 观察振动现象:使用摄像头观察振动现象,记录振动形态和频率。
5. 数据处理和分析:将测试数据输入计算机软件,进行数据处理和分析。
五、实验结果与分析1. 振动源:通过测试发现,工厂振动的主要来源为机械设备运行、物料运输以及空气流动等。
2. 振动传播路径:振动主要沿地面、墙壁以及设备本身传播。
3. 振动强度和频率:不同区域的振动强度和频率存在差异,振动源附近振动强度较大,频率较高;振动传播路径上振动强度逐渐减弱,频率降低;设备附近振动强度较小,频率较低。
4. 振动对设备的影响:振动可能导致设备疲劳、磨损,甚至损坏。
长期处于高振动环境下,设备的使用寿命将大大缩短。
六、振动控制措施1. 优化设备布局:将振动源与设备保持一定距离,减少振动传播。
2. 使用减振设备:在振动源附近安装减振垫、减振器等,降低振动强度。
3. 改善物料运输方式:采用低速、平稳的运输方式,减少物料运输过程中的振动。
振动基础实验报告

一、实验目的1. 了解振动的概念和基本特性。
2. 掌握简谐振动的规律及其应用。
3. 熟悉实验仪器,掌握实验操作方法。
4. 培养分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理振动是指物体在平衡位置附近所作的往复运动。
简谐振动是最基本的振动形式,其运动规律可用正弦函数描述。
本实验主要研究简谐振动,通过测量振子的周期、振幅和频率等参数,分析简谐振动的特性。
三、实验仪器1. 弹簧振子实验装置2. 秒表3. 刻度尺4. 数据采集器5. 电脑四、实验步骤1. 调整弹簧振子实验装置,使振子处于平衡位置。
2. 使用秒表测量振子完成10次全振动所需的时间,计算振子的周期T。
3. 用刻度尺测量振子的振幅A。
4. 使用数据采集器测量振子的频率f。
5. 记录实验数据。
五、实验数据及处理1. 弹簧振子的周期T(s):- 第一次:T1 = 2.50 s- 第二次:T2 = 2.45 s- 第三次:T3 = 2.48 s平均周期T = (T1 + T2 + T3) / 3 = 2.47 s2. 弹簧振子的振幅A(m):- A = 0.06 m3. 弹簧振子的频率f(Hz):- f = 1 / T = 1 / 2.47 ≈ 0.406 Hz六、结果分析1. 通过实验测量得到弹簧振子的周期、振幅和频率,与理论值进行比较,验证简谐振动的规律。
2. 分析实验误差,探讨影响实验结果的因素。
七、结论1. 本实验验证了简谐振动的规律,掌握了简谐振动的特性。
2. 通过实验,了解了实验仪器的使用方法,提高了实验操作能力。
3. 培养了分析问题、解决问题的能力。
八、实验心得1. 在实验过程中,要注重实验数据的准确性,避免人为误差。
2. 在分析实验数据时,要充分考虑实验误差,找出影响实验结果的因素。
3. 通过实验,加深了对振动理论的理解,提高了理论联系实际的能力。
(注:本实验报告仅供参考,实际实验过程中,请根据实验要求进行调整。
)。
空气的振动实验报告

实验名称:空气的振动实验实验目的:1. 探究空气在不同条件下的振动特性。
2. 分析空气振动与外界因素(如温度、湿度、压力等)的关系。
3. 了解空气振动在实际应用中的意义。
实验时间:2023年X月X日实验地点:实验室实验器材:1. 波尔共振仪2. 弹性摆轮3. 电磁阻尼力矩装置4. 频闪仪5. 记录仪6. 温度计7. 湿度计8. 压力计9. 水槽10. 集气瓶11. 澄清石灰水12. 燃着的小木条13. 干燥洁净的玻璃片实验步骤:1. 准备阶段:- 将波尔共振仪、弹性摆轮、电磁阻尼力矩装置等设备连接好,确保实验过程中仪器正常工作。
- 将频闪仪、记录仪等数据采集设备调试至最佳状态。
2. 实验一:空气振动幅频特性研究- 将弹性摆轮置于波尔共振仪中,调整策动力频率,观察并记录不同频率下摆轮的振动幅值。
- 分析不同频率对空气振动幅值的影响,绘制幅频特性曲线。
3. 实验二:空气振动相频特性研究- 在实验一的基础上,继续调整策动力频率,观察并记录摆轮振动相位差随频率变化的情况。
- 分析不同频率对空气振动相位差的影响,绘制相频特性曲线。
4. 实验三:不同阻尼力矩对空气振动的影响- 改变电磁阻尼力矩的大小,观察并记录摆轮振动幅值和相位差的变化。
- 分析阻尼力矩对空气振动的影响,探讨共振现象。
5. 实验四:空气振动与外界因素的关系- 测量实验环境中的温度、湿度、压力等参数。
- 在不同外界条件下重复实验一、二、三,观察并记录空气振动特性的变化。
- 分析空气振动与外界因素的关系,探讨实际应用中的影响。
6. 实验五:空气振动在实际应用中的意义- 利用实验结果,分析空气振动在声学、气象学等领域的应用。
- 探讨空气振动对人类生活的影响。
实验结果与分析:1. 幅频特性:- 实验结果显示,空气振动幅值随策动力频率的变化呈非线性关系。
在某一频率下,空气振动幅值达到最大,该频率即为共振频率。
- 分析:共振现象的发生是由于策动力频率与空气振动系统的固有频率相匹配,此时系统吸收能量最多,振动幅值最大。
振动实验报告

振动实验报告引言:振动是物体在平衡位置附近往复运动的一种形式。
在自然界和人类生活中,振动无处不在。
为了深入了解振动的本质及其特性,我们进行了一次振动实验。
本文将对实验过程、实验结果以及实验结论进行详细阐述。
实验过程:实验中,我们选择了一个简单的振动系统——弹簧振子。
实验仪器包括一个固定在支架上的弹簧,一个挂在弹簧上的质量块,以及一个尺卡。
我们首先确定了弹簧的松弛长度,并将质量块固定在弹簧的一端。
然后,我们用手将质量块向下拉开,使弹簧被拉伸。
当松手后,质量块开始做往复振动。
我们利用尺卡测量质量块在不同时间点的位置,并记录数据。
实验结果:通过实验,我们得到了一系列振动的位置随时间变化的数据。
利用这些数据,我们可以绘制出振动周期和振动频率随质量块位置的变化曲线。
我们发现,曲线呈现周期性的波动,且振动周期和振动频率随质量块的位移而变化。
实验分析:振动实验的结果对于我们理解振动现象有着重要的意义。
振动的周期和频率是描述振动特性的重要参数,它们与振动系统的弹性特性以及初始条件密切相关。
通过分析振动数据,我们可以得出几点重要的结论。
首先,振动频率与弹簧的刚度和质量块的质量有关。
当弹簧刚度较大或质量块较重时,振动频率较低;而当弹簧刚度较小或质量块较轻时,振动频率较高。
这是因为较大的刚度会增加弹簧恢复的力,而较重的质量块会增加振动系统的惯性,从而导致振动频率的减小。
其次,振动的周期与振幅的关系也是一个重要的研究方向。
我们发现,振幅变化较大时,振动的周期也相应增大。
这是因为较大的振幅意味着质量块偏离平衡位置较远,需要较长的时间才能返回。
这一结论对于研究振动系统的稳定性和能量耗散等问题具有重要的意义。
最后,振动实验也揭示了振动系统的阻尼效应。
我们观察到当质量块在振动过程中遇到较大的阻力时,振幅会逐渐减小,最终停止振动。
这是由于阻尼力将振动系统的动能转化为热能,使振幅逐渐衰减。
因此,振动实验也为我们研究能量守恒和能量耗散等问题提供了有益的参考。
机械振动实验报告

机械振动实验报告1. 实验目的本实验旨在通过对机械振动的实验研究,掌握机械振动的基本原理和特性,深入了解振动系统的参数对振动现象的影响。
2. 实验原理(1)简谐振动:当物体在受到外力作用下,沿着某一方向做来回运动时,称为简谐振动。
其数学表达式为x(t) = A*sin(ωt + φ),其中A 为振幅,ω为角频率,φ为初相位。
(2)受迫振动:在外力的作用下振动的振幅不断受到调节,导致振幅和相位角与外力作用间存在一定的关联关系。
(3)自由振动:在无外力作用下,振动系统的振幅呈指数幅度减小的振动现象。
3. 实验内容(1)测量弹簧振子的简谐振动周期并绘制振幅-周期曲线。
(2)通过改变绳长和质量对受迫振动的谐振频率进行测量。
(3)观察受外力激励时的自由振动现象。
4. 实验数据与结果(1)弹簧振子简谐振动周期测量结果如下:振幅(cm)周期(s)0.5 0.81.0 1.21.5 1.62.0 1.9(2)受迫振动的谐振频率测量结果如下:绳长(m)质量(kg)谐振频率(Hz)0.5 0.1 2.50.6 0.2 2.00.7 0.3 1.80.8 0.4 1.5(3)外力激励下的自由振动现象结果呈现出振幅逐渐减小的趋势。
5. 实验分析通过实验数据处理和结果分析,可以得出以下结论:(1)弹簧振子的振动周期与振幅呈线性关系,在一定范围内,振幅增大,周期相应增多。
(2)受迫振动的谐振频率随绳长和质量的增加而减小,表明振动系统的参数对谐振频率有一定的影响。
(3)外力激励下的自由振动现象符合指数幅度减小的规律,振幅随时间的增长呈现递减趋势。
6. 实验总结本实验通过测量和观察机械振动的不同现象,探究了振动系统的基本原理和特性。
实验结果表明振动系统的参数对振动现象产生了明显的影响,为进一步深入研究振动学提供了基础。
通过本次实验,我对机械振动的原理和特性有了更深入的了解,对实验数据处理和分析方法也有了更加熟练的掌握。
希望通过不断的实验学习,能够进一步提升自己对振动学理论的理解水平,为未来的科研工作打下坚实基础。
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振动与控制系列实验姓名:***学号:************电子科技大学机械电子工程学院实验1 简支梁强迫振动幅频特性和阻尼的测量一、实验目的1、学会测量单自由度系统强迫振动的幅频特性曲线。
2、学会根据幅频特性曲线确定系统的固有频率f0和阻尼比。
二、实验装置框图图3.1表示实验装置的框图图3-1 实验装置框图图3-2 单自由度系统力学模型三、实验原理单自由度系统的力学模型如图3-2所示。
在正弦激振力的作用下系统作简谐强迫振动,设激振力F的幅值B、圆频率ωo(频率f=ω/2π),系统的运动微分方程式为:或 M F x dt dx dt x d M F x dt dx n dtx d FKx dt dx C dtx d M /2/222222222=++=++=++ωξωω (3-1)式中:ω—系统固有圆频率 ω =K/Mn ---衰减系数 2n=C/M ξ---相对阻尼系数 ξ=n/ωF ——激振力 )2sin(sin 0ft B t B F πω== 方程①的特解,即强迫振动为:)2sin()sin(0ϕπϕω-=-=f A A x (3-2)式中:A ——强迫振动振幅ϕ --初相位20222024)(/ωωωn M B A +-=(3-3)式(3-3)叫做系统的幅频特性。
将式(3-3)所表示的振动幅值与激振频率的关系用图形表示,称为幅频特性曲线(如图3-3所示):3-2 单自由度系统力学模型 3-3 单自由度系统振动的幅频特性曲线图3-3中,Amax 为系统共振时的振幅;f 0为系统固有频率,1f 、2f 为半功率点频率。
振幅为Amax 时的频率叫共振频率f 0。
在有阻尼的情况下,共振频率为:221ξ-=f f a (3-4) 当阻尼较小时,0f f a =故以固有频率0f 作为共振频率a f 。
在小阻尼情况下可得0122f f f -=ξ (3-5)1f 、2f 的确定如图3-3所示:MXCK一、实验方法1、激振器安装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输出接口。
2、将测试系统连接好将力传感器输出信号接到采集仪的1-1通道。
点采样控制栏的运行参数按钮,设置参考通道为1-1,将速度传感器布置在激振器附近,传感器测得的信号接到采集仪的1-2通道。
3、仪器设置打开仪器电源,进入控制分析软件,新建一个文件(文件名自定),设置采样频率、量程范围、工程单位和标定值等参数,在数据显示窗口内点击鼠标右键,选择信号,选择显示时间波形1-2,开始采集数据,数据同步采集显示在图形窗口内。
4、调节DH1301扫频信号源的输出频率,激振信号源显示的频率即为简支梁系统强迫振动的频率f y。
5、改变输出频率:把频率调到零,逐渐增大频率到50Hz。
每增加一次2—5Hz,在共振峰附近尽量增加测试点数。
并将振动幅值及对应频率填入表3-1。
6、验证上述实验结果:分析软件进入到频响函数分析模块。
●设置信号源频率,起始频率:5Hz,结束频率:100Hz,线性扫频间隔:1Hz/s。
●设置分析软件,平均方式:峰值保持;信号显示窗口内,选择显示频响函数1-2/1-1曲线;●开始采集数据,输出扫频信号给激振器。
直到扫频信号达到结束频率,手动停止扫频。
●频响函数曲线类似图3.3。
五、实验结果分析1、实验数据表3-l频率(Hz) 40 41 42 43 44 45 46 47 48振幅 5.5 6.6 7.7 10.2 15.3 21 19.5 15.8 12.42、根据表3-1中的实验数据绘制系统强迫振动的幅频特性曲线。
3、确定系统固有频率0f =45Hz (幅频特性曲线共振峰的上最高点对应的频率近似等于系统固有频率)。
4、确定阻尼比ξ。
按图3.3所示计算O.707Amax ,然后在幅频特性曲线上确定1f 、2f 利用式(3.5)计算出阻尼比。
由图3-4得1f =44,2f =47。
带入3-5式得ξ=0.033实验二 简支梁固有频率测试一、 实验目的1、学习共振法测试固有频率的原理和方法;(幅值判别法和相位判别法)2、学习锤击法测试振动系统固有频率的原理和方法;(传函判别法)3、学习自由衰减振动波形自谱分析法测试振动系统固有频率的原理和方法。
(自谱分析法)二、实验装置框图图1-1 实验装置框图三、实验原理对于振动系统,经常要测定其固有频率,最常用的方法就是用简谐力激振,引起系统共振,从而找到系统的各阶固有频率。
另一种方法是锤击法,用冲击力激振,通过输入的力信号和输出的响应信号进行传函分析,得到各阶固有频率。
1、简谐力激振由简谐力作用下的强迫振动系统,其运动方程为:t F Kx x C xm e ωsin 0=++方程式的解由21x x +这两部分组成:()t c t c e x D D t ωωεsin cos 211+=-式中 21D D -=ωωc 1、 c 2 常数由初始条件决定t A t A x e e ωωsin cos 212+=其中()()222222214e eeq A ωεωωωω+--=()22222242e ee q A ωεωωεω+-=,mF q 0=X 1 代表阻尼自由振动基,X 2代表阻尼强迫振动项。
自由振动周期强迫振动项周期由于阻尼的存在,自由振动基随时间不断地衰减消失。
最后,只剩下后两项,也就是通常讲的定常强动,只剩下强迫振动部分,即()()()tq t q x e eee e eee ωωεωωεωωωεωωωωsin 42cos 4222222222222+-++--=通过变换可写成x=Asin(ωe t-ϕ)式中⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-==22122e e arctg A A arctgωωεωϕ设频率比D D T ωπ2=ee T ωπ2=4222222222141ωωεωωωe eq A A A +⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+=ωωeu =ε=D ω代入公式 则振幅滞后相位角因为q/ω2=(F 0/m)/(K/m)=F 0/K=x st 为弹簧受干扰力峰值作用引起的静位移,所以振幅A 可写成()stst x x Du u A β=+-=2222411其中β称为动力放大系数=动力放大系数β是强迫振动时的动力系数即动幅值与静幅值之比。
这个数值对拾振器和单自由度体系的振动的研究都是很重要的。
当u=1,即强迫振动频率和系统固有频率相等时,动力系数迅速增加,引起系统共振,由式x=Asin(ωe t-ϕ)可知,共振时振幅和相位都有明显变化,通过对这两个参数进行测量,我们可以判别系统是否达到共振点,从而确定出系统的各阶共振频率。
(1)幅值判别法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。
这种方法简单易行,但在阻尼较大的情况下,不同的测量方法测量出的共振频率稍有差别,不同类型的振动量对振幅变化敏感程度不一样,这样对于一种类型的传感器在某阶频率时不够敏感。
(2)相位判别法相位判别是根据共振时特殊的相位值以及共振前后相位变化规律所提出来的一种共振判别法。
在简谐力激振的情况下,用相位法来判定共振是一种较为敏感的方法,而且共振时的频率就是系统的无阻尼固有频率,可以排除阻尼因素的影响。
激振信号为:f=Fsin ωt 位移信号为:y=Ysin(ωt-ϕ)()2222411D u u +-()2222241D u u q A +-=ω212u Du arctg-=ϕ速度信号为:y =ωYcos(ωt-ϕ)加速度信号为:y =-ω2sin(ωt-ϕ)(一)位移判别法将激振信号输入到采集仪的第一通道(即x轴),位移传感器输出信号输入第二通道(即y轴),此时两通道的信号分别为:激振信号为:f=Fsinωt位移信号为:y=Y sin(ωt-ϕ)共振时,ω=ωn,ϕ=π/2,x轴信号和y轴信号的相位差为π/2,根据利萨如图原理可知,屏幕上的图象将是一个正椭圆。
当ω略大于ωn或略小于ωn时,图象都将由正椭圆变为斜椭圆,其变化过程如下图所示。
因此图象由斜椭圆变为正椭圆的频率就是振动体的固有频率。
ω<ωn ω=ωn ω>ωn图1-2 用位移判别法共振的利萨如图形(二)速度判别法将激振信号输入到采集仪的第一通道(即x轴),速度传感器输出信号输入第二通道(即y轴),此时两通道的信号分别为:激振信号为:f=Fsinωt速度信号为:y =ωYcos(ωt-ϕ)=ωYsin(ωt+π/2-ϕ)共振时,ω=ωn,ϕ=π/2,x轴信号和y轴信号的相位差为0,根据利萨如图原理可知,屏幕上的图象将是一条直线。
当ω略大于ωn或略小于ωn时,图象都将由直线变为斜椭圆,其变化过程如下图所示。
因此图象由斜椭圆变为直线的频率就是振动体的固有频率。
ω<ωn ω=ωn ω>ωn图1-3 用速度判别法共振的利萨如图形(三)加速度判别法将激振信号输入到采集仪的第一通道(即x轴),加速度传感器输出信号输入第二通道(即y轴),此时两通道的信号分别为:激振信号为:f=Fsinωt加速度信号为:y =-ω2Ysin(ωt-ϕ)=ω2 Ysin(ωt+π-ϕ)共振时,ω=ωn,ϕ=π/2,x轴信号和y轴信号的相位差为π/2,根据利萨如图原理可知,屏幕上的图象将是一个正椭圆。
当ω略大于ωn或略小于ωn时,图象都将由正椭圆变为斜椭圆,其变化过程如下图所示。
因此图象由斜椭圆变为正椭圆的频率就是振动体的固有频率。
ω<ωn ω=ωn ω>ωn图1-4 用加速度判别法共振的利萨如图形(3)频率响应法(传函判别函数判别法——动力放大系数判别法)通常我们认为振动系统为线性系统,用一特定已知的激振力,以可控的方法来激励结构,同时测量输入和输出信号,通过传函分析,得到系统固有频率。
响应与激振力之间的关系可用导纳表示:()ϕj e D u u kY 2222411+-=Y 的意义就是幅值为1的激励力所产生的响应。
研究Y 与激励力之间的关系,就可得到系统的频响特性曲线。
在共振频率下的导纳值迅速增大,从而可以判别各阶共振频率。
(4)自谱分析法当系统做自由衰减振动时包括了各阶频率成分,时域波形反映了各阶频率下自由衰减波形的线性叠加,通过对时域波形做FFT 变换就可以得到其频谱图,从而我们可以从频谱图中各峰值处得到系统的各阶固有频率。
四、实验方法(一)、幅值判别法测量 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。