被动隔振实验
被动隔振-连续弹性梁
5）如果频率比 f 过大，隔振装置就必须设计得很柔软， 隔振系统的静扰度就很大，相应地增大了系统的体积， 安装的稳定性极差, 容易摇晃。 6）当频率比 f ＞5后，隔振系数 的变化很小，同时隔振 效果的改善也并不显著。所以, 在实际的工程上通常采用
f 3 ~ 5, 相应的被动隔振效率E可以达到80% ~ 90%
B sin t
隔振器 地基
F k( x x1 ) R c( x x 1)
m
F
精密仪器
o
xt
R k c
H sin t
被测对象 隔振对象运动微分方程：
x1 H sin t
力学模型
o1
x1 t
mx k ( x x1 ) c( x x1 ) 0
3、主被动隔振对比
振源 研究对象 测试参数 实测公式
主动隔振
被动隔振
物体（旋转机械等）
地基
地基
物体（旋转机械等）
力
位移
二、实验目的
1、建立主动隔振、被动隔振的基本概念；
2、学会测量和计算隔振系数η 隔振效率E的 基本方法并能绘出隔振效率图；
3、用共振法测量悬臂梁一、二、三阶 固有频率并绘出一至三阶主振型图。
隔振器的定义：隔振器是连接设备和基础的弹性元件，用来衰减某一频率范围内振 动能量的传输。 1 、主动隔振又称积极隔振或动力隔振。主动隔振指的是机器本身是振源， 它通过机脚、支座、基础、地基传递出去从而影响到周围的环境和设备。主动隔 振的目的就是为了减小振源自身对周围环境和设备的影响，减小振源对环境所传 递的力，所以主动隔振就是隔力。 2 、被动隔振又称保护隔振。被动隔振是为了使外界的振幅尽可能少的传递 到系统中来即减小外界的干扰，需要把仪器、设备与机座之间隔离开来这就是被 动隔振，所以被动隔振就是隔幅。
被动隔振实验
实验八被动隔振实验一、实验目的1．建立被动隔振的概念。
2．掌握被动隔振的基本方法。
3．学会测量、计算被动隔振系数和隔振效率。
二、实验装置框图本实验用在电动式激振器激励下振动的简支梁模拟地基，用质量块m模拟被隔振的仪器设备，实验装置与测试仪器框图如图8-1所示。
图8-1实验装置框图三、实验原理防止地基的振动通过支座传至需保护的精密仪器或仪器仪表，以减少运动的传递，称为被动隔振。
被动隔振传递比等于底座传递到物体的振动与底座的振动之比，由底座传递到物体时则用位移、振动速度或振动加速度表示。
隔振效率：()%1001⨯-=Tη()22222211uD u uD T +-+=传动比T ：式中D 为阻尼比，u=为激振频率和共振频率的比。
被动隔振的隔振原理和隔振效果与主动隔振相似。
四、实验步骤1．隔振器安装把小的空气阻尼器和质量块组成的弹簧质量系统固定在梁中部，速度传感器放上面，压电加速度传感器放在梁的下面。
2．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。
1、 连接仪器和传感器把加速度传感器输出信号接到数采分析仪的振动测试通道； 把速度传感器输出信号接到数采分析仪的应变测试通道。
4．仪器参数设置打开数采仪器的电源开关，开机进入DHDAS2003数采分析软件的主界面，设置采样率、量程范围，输入加速度传感器、速度传感器的灵敏度。
5．打开四个窗口，分别显示二个通道的时间波形信号和频谱信号，并且加速度信号要经积分运算变换为速度信号。
6． 采集并显示数据调节扫频信号源的输出频率，使梁产生共振。
在各窗口中分别读取当前振动的最大值、频率值0f 、振幅以及第一通道的峰值1A 和第二通道的峰值2A 。
7．改变激振频率，分别测量002f f f <<、00f f =、0032f f f <<、0063f f f <<、00106f f f <<、010f f >时，上下传感器的振动幅度。
关于被动隔振及其隔振效率的研究 2
中南大学关于被动隔振及其隔振效率的研究作者：李志亮指导老师：刘静目录1.摘要及引言 (1)2.被动隔振实验仪器及原理 (2)3.被动隔振实验数据处理及图表 (3)4.频率比对隔振效果影响的分析 (5)5.阻尼比对隔振效果影响的分析 (5)6.固有频率的计算与测量 (6)7.隔振的原理及方法 (8)8.参考资料 (10)【摘要】振动普遍存在于人们的生产生活中，影响着人们生活的方方面面。
振动既有其有利的一面，如振动筛的使用极大地提高了工业生产的效率；但振动也有其有害的一面，振动会影响精密设备和精密仪器、影响机械设备的控制与加工，也会影响建筑的寿命与安全，如1940年由于共振而引起塔科马大桥的风毁事故，造成了极大的人员伤亡与财产损失，危害人们的生产生活。
因此，对振动的研究亟不可待，只有掌握了振动的一般规律及有效的隔振方法，人们才能避免振动引发的各种危害。
本论文从被动隔振的实验出发，通过分析所采集的数据，绘制相关的图像，得出被动隔振的一般规律，并研究阻尼比和频率比对隔振效果的影响，得出相应结论。
最后介绍实际工业生产中所采用的隔振方法。
【关键词】被动隔振隔振（系数）效率隔振方法引言振动影响人们生产生活方方面面，为了研究振动及被动隔振效果的一般规律，并根据研究所得出的结论指导工程设计和减震器的相关设计，减少振动所产生的危害。
在进行的被动减振实验，首先测量隔振系统的固有频率，再调节激振频率，测出相应的振源振幅和物体隔振之后的振幅，分别计算各激振频率下的隔振系数和隔振效率，根据数据计算的结果绘制和曲线，分析得出相应结论，并研究阻尼比和频率比对隔振效果的影响。
一．被动隔振实验仪器及原理减少环境振动对设备的影响，在设备和基础之间安装适当的隔振器，组成隔振系统，以阻止振动的输入。
隔振的效果通常用隔震系数η和隔振效率E 来衡量。
21A A η=（1A ：振源振幅；2A ：物体隔振后的振幅） 若振源为基础的垂直简谐振动，为11sin x A t ω=。
主被动隔振研究
实例分析
橄榄景医院在1971年圣费尔南多地震 中受到较大损害，10年后重建，并增加了抗 震强度。 在此次地震中，剪力墙产生剪切裂缝，设 备机器、医疗机械及家具等翻倒，病历等资料 掉下、散乱。而且水管破裂，各层浸水，建筑 物不能使用，完全丧失了医院的功能。
橄榄景医院（抗震结构）
一九九四年九月十六日，台湾海峡发生了7.3级地震，震源距离汕头市约 200公里， 汕头市烈度为6度，各类房屋摇晃厉害，居民惊惶失措，水桶里的水溅出了1/3左右……而 陵海路隔震楼上的人并没有感到晃动，听到毗邻楼房和邻街喧闹声后下楼才知道发生了地 震。
实例分析
抗震
抗震结构一般是采用 加固节点、提高建筑 结构整体性、增加建 筑整体刚度的做法， 使建筑在受到地震荷 载作用下不至于发生 过大的变形导致结构 失效，房屋坍塌。地 震所产生的能量在建 筑构件的变形中被消 耗。
隔震
减震
一种新型的建筑结构 耐震形式，通过在房 屋的某层柱顶设置隔 震垫，如橡胶隔震支 座和弹性滑板支座， 阻止地震作用向上传 递，从而达到减弱结 构地震反映的效果。 分为基础隔震结构与 层间隔震结构。
1.早期隔震技术
• 河合浩藏的“地震时不受大震动的结构”
右图是1891年河合浩藏的“地震时不受大 震动的结构”。其隔震思路是在地基上并排 铺设了数层圆木，并且把建筑物周围挖空， 从而地震时可对上部建筑起到隔震。
实例分析
• J.A.Calantarients提出的隔震结构
右 图 是 J.A.Calantarients 于 1909 年 提 出 的隔震结构(Base-isolated building )方案 。这种隔震结构在建筑物结构与基础之间用 滑石层隔开，地震时建筑物可以滑动。
下图分别是世界上第一栋采用铅芯橡胶支座隔震的建筑(The William Clayton Building, New Zealand)和世界上使用铅芯橡胶支座中基底面积最大的建筑(日本)。
实验八 主动隔振和被动隔振(2H)
机械工程基础实验
实验报告书
实验项目名称: 主动隔振和被动隔振
学年：学期：
入学班级：
专业班级：
学号：
姓名：
联系电话：
指导老师：
实验八主动隔振和被动隔振（2H）一、实验目的
二、实验装置与仪器框图
三、实验结果与分析
1. 主动隔振 1） 实验数据
表 1
2） 根据主动隔振方法1）按公式（2）、（4）计算出隔振系数a η和隔振效率a ε。
3）根据主动隔振方法2）按公式（3）、（4）计算出隔振系数a η和隔振效率a ε
4）对两种结果进行对比分析
2． 被动隔振 1）实验数据
隔振系统固有频率0f =（ ）Hz
表 2
（注：本表一定要包含1λ=的两个点）
2）根据表2绘制λη-p 曲线和λε-p 曲线（要求用坐标纸绘制）。
机械实验之振动参数的测定
式中：A ------ 振动振幅
x•0yy静动-----------
初相位 有阻尼衰减振动圆频率
设初始条件：t=0时，初始位移Td2/02n22/012T0，/12 初始速度 d 02n2
1/ (1 2 )2 (2)2
•
A x02 [(x0 nx0 ) / d ]2
此波形有如下特点：
0
带宽法使用于小阻尼情况，既可用于高阶，也可用于低阶，但两个 半功率点的频率必须相差较大，否则误差很大。
本实验由于两个点的半功率点相隔较近，所以误差也比较大
2.3 实验的操作步骤
1）用自由振动法测量tg
x0d
•
/(x0
nx0)
和
n/0
A）用榔头敲击简支梁使其产生自由衰减振动。
B）记录单自由度自由衰减振动波形，将加速度传感器所测振动经测振仪转 换为位移信号后（标准电信号），送入信号采集分析仪（A/D)，让计算机虚拟 示波器以便显示。
B）振幅按几何级数衰减
减幅系数: x B sin( t )
对数减幅 :
''
'
m x kx c x F0 sin t
2 迫振动法（共振法） 利用激振器对被测系统施以简谐激励力，使系统产生强迫振
动，改变激振频率，进行频率扫描，当激振频率与系统的固有频 率接近时，系统产生共振。因此，只要逐渐调节激振频率，同时 测定系统的响应幅值，绘出幅值和频率的关系曲线（即幅频特性 曲线），曲线上各峰值点所对应的频率，就是系统的各阶固有频 率。
单自由度系统，在简谐激励力的作用下，系统作简谐强 迫振动，系统的微分方程为
''
x
2 0
x
2nx
F0
振动实验报告讲解
振动实验报告讲解振动与控制系列实验姓名：李⽅⽴学号：201520000111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f 0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KCX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：扫频信号源动态分析仪计算机系统及分析软件打印机或绘图仪简⽀梁振动传感器激振器⼒传感器质量块M或 M F x dt dxdt 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(0?π?ω-=-=f A A x （3-2）式中：A ——强迫振动振幅--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 。
简支梁振动系统动态特性综合测试方法
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 (6)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 (21)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1.振动系统固有频率的测量。
2.测量并验证位移、速度、加速度之间的关系。
3.系统强迫振动固有频率和阻尼的测量。
4.系统自由衰减振动及固有频率和阻尼比的测量。
5.主动隔振的测量。
6.被动隔振的测量。
7.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。
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实验八被动隔振实验
一、实验目的
1．建立被动隔振的概念。
2．掌握被动隔振的基本方法。
3．学会测量、计算被动隔振系数和隔振效率。
二、实验装置框图
本实验用在电动式激振器激励下振动的简支梁模拟地基，用质量块m模拟被隔振的仪器设备，实验装置与测试仪器框图如图8-1所示。
图8-1实验装置框图
三、实验原理
防止地基的振动通过支座传至需保护的精密仪器或仪器仪表，以减少运动的传递，称为被动隔振。
被动隔振传递比等于底座传递到物体的振动与底座的振动之比，由底座传递到物体时则用位移、振动速度或振动加速度表示。
隔振效率：
()%
100
1⨯
-
=T
η
()
222
22
211u D u u D T +-+=
传动比
T ：
式中D 为阻尼比，u=为激振频率和共振频率的比。
被动隔振的隔振原理和隔振效果与主动隔振相似。
四、实验步骤
1．隔振器安装
把小的空气阻尼器和质量块组成的弹簧质量系统固定在梁中部，速度传感器放上面，压电加速度传感器放在梁的下面。
2．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。
1、 连接仪器和传感器
把加速度传感器输出信号接到数采分析仪的振动测试通道； 把速度传感器输出信号接到数采分析仪的应变测试通道。
4．仪器参数设置
打开数采仪器的电源开关，开机进入DHDAS2003数采分析软件的主界面，设置采样率、量程范围，输入加速度传感器、速度传感器的灵敏度。
5．打开四个窗口，分别显示二个通道的时间波形信号和频谱信号，并且加速度信号要经积分运算变换为速度信号。
6． 采集并显示数据
调节扫频信号源的输出频率，使梁产生共振。
在各窗口中分别读取当前振动的最大值、频率值0f 、振幅以及第一通道的峰值1A 和第二通道的峰值2A 。
7．改变激振频率，分别测量002f f f <
<、00f f =、0032f f f <<、0063f f f <<、
00106f f f <<、010f f >时，上下传感器的振动幅度。
8．根据所测幅值计算传动比和隔振效果
隔振传动比：
2
1
A A T =0
f f
隔振效率：
()%
100
1⨯
-
=T
η
五、实验结果和分析
1kg空气阻尼器隔振器被动隔振测试结果。