衰减振动阻尼测试
阻尼振动实验报告
阻尼振动实验报告篇一：阻尼振动与受迫振动实验报告阻尼振动与受迫振动实验报告一、实验目的（一）观察扭摆的阻尼振动，测定阻尼因数。
（二）研究在简谐外力矩作用下扭摆的受迫振动，描绘扭摆在不同阻尼的情况下的共振曲线（即幅频特性曲线）。
（三）描绘外加强迫力矩与受迫振动之间的位相随频率变化的特性曲线（即相频特性曲线）。
（四）观测不同阻尼对受迫振动的影响。
二、实验仪器扭摆（波尔摆）一套，秒表，数据采集器，转动传感器。
三、实验任务1、调整仪器使波耳共振仪处于工作状态。
2、测量最小阻尼时的阻尼比ζ和固有角频率ω0。
3、测量其他2种或3种阻尼状态的振幅，并求ζ、τ、Q和它们的不确定度。
4、测定受迫振动的幅频特性和相频特性曲线。
四、实验步骤1、打开电源开关，关断电机和闪光灯开关，阻尼开关置于“0”档，光电门H、I可以手动微调，避免和摆轮或者相位差盘接触。
手动调整电机偏心轮使有机玻璃转盘F上的0位标志线指示0度，亦即通过连杆E和摇杆M使摆轮处于平衡位置。
然后拨动摆轮使偏离平衡位置150至200度，松开手后，检查摆轮的自由摆动情况。
正常情况下，震动衰减应该很慢。
2、开关置于“摆轮”，拨动摆轮使偏离平衡位置150至200度后摆动，由大到小依次读取显示窗中的振幅值θj；周期选择置于“10”位置，按复位钮启动周期测量，停止时读取数据10Td。
并立即再次启动周期测量，记录每次过程中的10Td的值。
（1）逐差法计算阻尼比ζ；（2）用阻尼比和振动周期Td计算固有角频率ω0。
3、依照上法测量阻尼（2、3、4）三种阻尼状态的振幅。
求出ζ、τ、Q和它们的不确定度。
4、开启电机开关，置于“强迫力”，周期选择置于“1”，调节强迫激励周期旋钮以改变电机运动角频率ω，选择2个或3个不同阻尼比（和步骤3中一致），测定幅频和相频特性曲线，注意阻尼比较小（“0”和“1”档）时，共振点附近不要测量，以免振幅过大损伤弹簧；每次调节电机状态后，摆轮要经过多次摆动后振幅和周期才能稳定，这时再记录数据。
振动阻尼系数
振动阻尼系数
摘要：
一、振动阻尼系数的定义
二、振动阻尼系数的影响因素
三、振动阻尼系数在工程中的应用
四、振动阻尼系数的测量方法
五、振动阻尼系数对振动系统的影响
正文：
振动阻尼系数是一个描述振动系统中能量耗散程度的物理量，它反映了振动系统在振动过程中，由于阻尼作用而使振动能量逐渐减小的情况。
振动阻尼系数越大，说明振动系统中的能量耗散越快，振动幅度衰减得越快。
振动阻尼系数的影响因素主要包括：材料、温度、应力振幅和频率等。
不同材料的阻尼系数会有很大差异，因为材料的内部结构和分子组成不同，导致其阻尼性能也不同。
此外，温度、应力振幅和频率也会对阻尼系数产生影响。
振动阻尼系数在工程中有广泛的应用，如在机械设计中，通过选择合适的材料和设计合理的结构，可以降低振动系统的振动阻尼系数，从而减小振动对机械设备的影响；在结构动力学分析中，振动阻尼系数是关键参数之一，通过计算振动阻尼系数，可以更好地分析和预测结构的振动响应。
振动阻尼系数的测量方法有多种，常见的有自由振动衰减法、共振法等。
自由振动衰减法是通过观察自由振动过程中的振动幅度衰减情况来确定阻尼系数；共振法则是通过测量共振频率和共振峰宽来计算阻尼系数。
振动阻尼系数对振动系统的影响主要表现在振动幅度的衰减和振动频率的变化。
阻尼系数越大，振动幅度衰减得越快，振动频率也会发生变化。
9.3 衰减系数及阻尼比的测量
强迫振动的位移振幅放大系数： β (λ) =
1
(1− λ 2 )2 + 4ζ 2λ 2
以频率比λ为横坐标， β(λ)为纵坐标，绘制幅频特性图。
0.707 1.0
3. 半功率点法
计算衰减系数的步骤：
i)在共振曲线中，求出β(λ)的最大值βm(λd) 。
ii)在纵座标为0.707 βm(λd) 的地方，画一条平行于横座标的直线，
(a)
1. 振动波形法
当t=t1时： x1 = Ae−nt1 cos(ω d t1 + α )
(b)
经过i个周期后，即 t= ti+1= t1 + iTd 时；
[ ( ) ] xi+1 = Ae−n(t1 +iTd ) cos ωd t1 + iTd + α
(c)
( ) = Ae e −nt1 −niTd cos ωdt1 + α
1
(1− λ 2 )2 + 4ζ 2λ 2
极值为：
βm (λd ) = 2ζ
1
1−ξ 2
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0.707 1.0
3. 半功率点法
由半功率点定义
1 2
βm (λd )
=
2
1
2ζ 1− ζ 2
=
1
2 (1− λ 2 )2 + 4ζ 2λ 2
解得
λA2 =1− 2ζ + 2ζ 2 + ζ 3 λB2 =1+ 2ζ − 2ζ 2 − ζ 3
略去二、三次项，求两式之差则有
4ζ= λB2 − λA2
λ2B − λ2A = (λB + λA )(λB − λA )
单自由度振动系统固有频率及阻尼的测定-实验报告
4、根据相频特性的测试数据，在同一图上绘出几条相位差频率（ 特性曲线，由此分析阻尼的影响并计算系统的固有频率及阻尼比。
5、根据实验现象和绘制的幅频、相频特性曲线，试分析对于不同阻尼的振动系统，几种固有频率和阻尼比测量方法的优劣以及原因。
首先，在水平振动台面上不加任何重物，测量系统在自由衰减振动时的固有频率；之后在水平振动台面上放置一个质量已知的砝码，再次测量系统在自由振动时的固有频率。记录两次测得的固有频率，并根据其估算水平振动台面的等效质量。
4、测定自由衰减振动特性：
撤去水平振动台面上的砝码，调整励磁电流至0.6A。继续使用“自由衰减记录”功能进行测试。操作方法与步骤3基本相同，但需按照数据记录表的提示记录衰减振动的峰值、对应时间和周期数i等数据，以计算系统的阻尼。
假设实验使用的单自由度振动系统中，水平振动台面的等效质量为 ，系统的等效刚度为 ，在无阻尼或阻尼很小时，系统自由振动频率可以写作 。这一频率容易通过实验的方式测得，我们将其记作 ；此时在水平振动台面上加一个已知质量 ，测得新系统的自由振动频率为 。则水平振动台面的等效质量为 可以通过以下关系得到： 。
、 的意义同拾振器。但对激振器说， 的值表示单位电流产生的激振力大小，称为力常数，由厂家提供。JZ-1的力常数约为5N/A。频率可变的简谐电流由信号发生器和功率放大器提供。
4、计算机虚拟设备：
在计算机内部，插有A/D、D/A接口板。按照单自由系统按测试要求，进行专门编程，完成模拟信号输入、显示、信号分析和处理等功能。
6、教师签名的原始数据表附在实验报告最后，原始数据记录纸在实验课上提供，必须每人交一份，可以采用复印、拍照打印等方式进行复制。原始数据上要写清所有人的姓名学号，不得使用铅笔记录。
阻尼振动实验：阻尼和振动频率的关系
感谢观看
THANKS
研究振动系统结构、参数对振动特性的影响
02 探索新的实验手段和方法
尝试新的实验方案和观测手段以获得更准确 的数据
03 研究振动系统的性能优化
通过实验和分析寻找振动系统的最佳工作状 态
未来展望
振动系统特性研究
结构分析 参数优化 振幅控制
实验手段探索
新仪器引入 观测技术改进 数据处理方法更新
性能优化方向
实验装置
弹簧
模拟弹性振动特性
振子
用于产生振动
阻尼器
模拟阻尼效果
振动台
支撑实验装置
总结
阻尼振动实验是探究阻尼和振动频率之间关系的 重要实验，通过实验可以更好地理解阻尼现象对 振动系统的影响，为工程中应用阻尼振动提供参 考。
● 02
第2章 实验步骤
实验准备
在进行阻尼振动实验 之前，首先要检查实 验设备是否完好，包 括振动台、振子等设 备，并做好实验记录 表的准备，确保实验 顺利进行。
实验目的
探究阻尼对 振动频率的
影响
了解阻尼对振动 的影响
分析阻尼系 统的特性
探讨阻尼系统的 特点
研究不同阻 尼条件下的 振动频率
比较不同阻尼条 件下的振动频率
加深对振动 现象的理解
提高对振动现象 的认识
实验原理
01 自由振动
系统在无外力作用下的振动
02 强迫振动
外力强制系统振动
03 阻尼比
阻尼对振动特性的影响
不同阻尼比会导致振动频率的变化
03 计算结果对比
实验值与理论值的对比分析
总结与展望
通过实验结果分析，我们深入了解了阻尼对振动 频率的影响规律，同时也发现了实验中可能存在 的误差来源。未来可以进一步优化实验方案，提 高实验数据的准确性。
阻尼震动实验报告
一、实验目的1. 了解阻尼振动的基本概念和特点；2. 掌握阻尼振动实验的基本操作和数据处理方法；3. 研究不同阻尼系数对阻尼振动的影响；4. 分析阻尼振动过程中的能量损失和振幅衰减规律。
二、实验原理阻尼振动是指在外力作用下，振动系统由于阻尼力的作用，其振动幅度逐渐减小，最终趋于稳定的过程。
阻尼系数是描述阻尼力大小的重要参数，它反映了阻尼对振动系统的影响程度。
在阻尼振动实验中，我们通常采用简谐振动系统，如弹簧振子、摆等，来模拟阻尼振动现象。
根据牛顿第二定律，阻尼振动系统的运动方程可表示为：m d²x/dt² + c dx/dt + k x = F(t)其中，m为质量，c为阻尼系数，k为弹簧刚度，x为位移，F(t)为外力。
三、实验装置1. 弹簧振子：包括弹簧、质量块、支架等；2. 阻尼装置：用于调节阻尼系数；3. 传感器：用于测量振动位移；4. 数据采集器：用于记录实验数据；5. 计算机：用于数据处理和分析。
四、实验步骤1. 将弹簧振子固定在支架上，调节阻尼装置，使阻尼系数为0；2. 用传感器测量弹簧振子的初始振幅；3. 在弹簧振子上施加外力，使其开始振动；4. 使用数据采集器记录振动过程中的位移数据；5. 改变阻尼系数，重复步骤3和4，记录不同阻尼系数下的振动数据；6. 分析实验数据，研究不同阻尼系数对振幅衰减和能量损失的影响。
五、实验数据与分析1. 阻尼系数为0时，弹簧振子进行无阻尼振动，振幅保持不变；2. 随着阻尼系数的增加，振幅逐渐减小，衰减速度加快；3. 当阻尼系数达到一定程度时，振幅趋于稳定，表明振动系统已达到稳态；4. 阻尼系数与振幅衰减速度之间存在一定关系，可用阻尼系数与振幅衰减率的比值来描述。
六、结论1. 阻尼振动是振动系统在外力作用下，由于阻尼力的作用，振动幅度逐渐减小，最终趋于稳定的过程；2. 阻尼系数是描述阻尼力大小的重要参数，它反映了阻尼对振动系统的影响程度；3. 阻尼系数与振幅衰减速度之间存在一定关系，阻尼系数越大，振幅衰减速度越快；4. 通过实验，我们掌握了阻尼振动实验的基本操作和数据处理方法，为研究振动系统在实际工程中的应用提供了理论依据。
阻尼振动实验
阻尼振动实验阻尼振动是物体在受到外力作用后产生的振荡现象，其中阻尼力的大小和形式对振动的行为有着重要的影响。
通过进行阻尼振动实验，可以更好地理解振动现象并研究其特性。
本文将介绍关于阻尼振动实验的设备和步骤，并探讨实验结果的分析。
一、实验设备为了进行阻尼振动实验，我们需要以下设备：1. 阻尼振动实验装置：包括弹簧、振动台和负载等。
2. 振动传感器：用于测量物体的振动幅度和频率等参数。
3. 计时器：用于测量振动周期和周期的变化。
二、实验步骤1. 设置实验装置：将弹簧固定在振动台上，确保其垂直并能自由振动。
将负载挂在弹簧下方，用以增加振动的阻尼。
2. 测量振动周期：将振动台拉开一定距离使其振动，并使用计时器测量振动的周期。
多次测量取平均值以提高准确性。
3. 引入阻尼：在一定条件下改变负载的大小，观察振动的行为。
可尝试多组不同负载以获得不同阻尼下的振动数据。
4. 记录振动数据：使用振动传感器测量振动的幅度和频率等参数，并将数据记录下来。
5. 分析数据：根据实验数据绘制振动幅度和频率的图表，并对其进行比较和分析。
三、实验结果分析根据实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 阻尼力的大小和形式对振动的行为有着显著影响。
负载的增加会导致阻尼力的增加，从而减小振动的幅度和频率。
当负载达到一定值后，振动将完全停止。
2. 随着阻尼力的增加，振动的周期也会变化。
阻尼越大，周期越长。
3. 不同阻尼下的振动行为有所差异。
当阻尼较小时，振动呈现较大的幅度和较高的频率；而当阻尼较大时，振动幅度和频率均减小。
总结：通过阻尼振动实验，我们可以更好地理解物体振动的特性。
实验结果表明阻尼力对振动现象的影响是显著的。
在实际应用中，对于需要控制振动的系统，合理选择和调整阻尼力是十分重要的。
通过综合分析不同阻尼下的振动行为，我们可以更好地优化系统设计，提高其性能和安全性。
附：实验注意事项1. 确保实验装置的稳定性和安全性。
2. 准确测量振动参数，避免误差。
从振动衰减曲线中获得阻尼的方法
从振动衰减曲线中获得阻尼的方法
振动衰减曲线显示了振幅随时间的变化情况，利用这个曲线可以推断系统的阻尼特性。
阻尼表示系统中振动的能量损耗程度，一般通过振动衰减曲线中的振幅变化来评估。
在实验中获得振动衰减曲线后，有几种方法可以从中获取阻尼的信息：
1.对数衰减法：如果振动衰减曲线是指数衰减的，即振幅以指数方式递减，你可以取两个不同振动周期的振幅差，并计算其自然对数的比值。
这个比值与时间之比就等于阻尼比。
阻尼比可以和系统的自然频率结合，计算出阻尼比和临界阻尼比之间的比值，从而得到阻尼比例。
2.半周期法：该方法需要振动衰减曲线的周期性特征。
通过测量相邻两个相同振动方向的振幅极值点，然后计算其对数比值。
对于自由振动，在相邻两个极值点之间的时间等于振动周期的一半。
将这些值代入公式，可以推断出阻尼比。
3.拟合法：将振动衰减曲线与已知的阻尼模型进行拟合。
常用的模型有一阶阻尼振动模型、二阶阻尼振动模型等。
通过拟合实验数据，找到最匹配的模型，并从模型参数中获得阻尼值。
4.能量方法：通过分析振动系统在单位时间内损失的能量来计算阻尼。
这种方法需要考虑系统的动能和势能随时间的变化，进而推导出阻尼和振动能量损失之间的关系。
无论使用哪种方法，正确地分析振动衰减曲线需要对振动理论有较好的了解，以便准确地推断阻尼值。
此外，实验条件的稳定性和数据采集的精确性也对结果的准确性有重要影响。
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实验十一 衰减振动阻尼测试
一、 实验目的
掌握衰减法测量平板振动混响时间及结构阻尼的方法。
二、 实验要求
1. 了解被测试件混响时间与频率的关系；
2. 掌握振动测试仪器设备德尔性能及使用方法。
三、 实验环境
1. 振动噪声谱分析软件spectra ；
2. 被测试件: 面积0.5×0.5㎡，2㎜厚铁板；
3. 冲击力锤 LC －02型；
4. 型加速度传感器YD －5；
5. 电荷放大器SD －6B ；
6. 调谐滤波器TDL-2型；
7. 通用计算机 P4 1.7/256；
8. Microphone 输入线。
四、 实验内容、步骤
1. 实验内容：测试系统如下图所示。
2. 测量基本原理：
被测结果衰减振动时，其位移相应为，
)cos(02200ϕδωξξδ--=-t e
其中0ξ、0ϕ是由初始条件决定的两个常数，δ位衰减系数，002f πω=为系统固有角频率。
由此可见，衰减振动对振幅t e t A δξ-=0)(随时间作指数衰减，其振幅衰减到初始值的10－3
（－60dB ）时对应对时间为混响时间60T ，即
60310T e δ--=
由2
0η
ωδ=
及对数运算可知，
60
06002
.2210ln 6T f T f ≈
=
πη 3. 实验步骤：
1） 按要求的仪器连接好测试系统。
2） 打开个仪器电源，用冲击锤试击被测试件，确定被测信号的大小，并保证合适
的信噪比，注意被测信号幅度应比本地噪声高出10dB 以上，否则要检查信号的有效性。
同时设置采集软件的采样率、通道等参数。
3） 调节滤波器的相对频宽为23%，调节中心频率为63Hz,打开采集软件为记录模
式，用钢头力锤敲击试件，等信号幅值降低到等同背景噪声时，停止采集并记录下数据（或通过时域记录结果，直接用时标标记从显示图上量出T 60）。
4） 更换力锤为橡皮头，重复步骤3。
5） 改变中心频率依次为80、100、125、160、200、250、315、400Hz,重复步骤3～
4，记录下所有数据。
五、 实验结果
1. 将所有数据整理成表格，根据采样频率按T 20 或T 30（视信噪比定）计算T 60，或直
接依据实验中从时域图上获得的T 60 ,按公式60
02
.2T f ≈η计算阻尼；
2. 按1／3倍频程绘出T 60及阻尼η与频率的关系。
与频率的关系图：
阻尼η与频率的关系图：
六、讨论思考题
除冲击试验外，还可选用哪种方法实现结构的动态参数测试？
结构的动态参数包括：振动位移（振幅）、速度、加速度、频率、衰减系数（阻尼）、相位、固有频率、振型、激振力、动应力等。
对于振幅的测量方法有：楔形观察法、读数显微镜观察法、激光测量位移法和电测法（测量振动的位移、速度和加速度）；
对于简谐振动频率的测量方法有：李沙育图形法、录波比较法、直读法；
对于相位差的测量方法有：李沙育图形法、录波比较法、直读法（相位差计测量法）；
对于固有频率的测量方法有：共振法、敲击法；
对于阻尼的测量方法有：自由振动（波形法）、共振曲线法（半功率点法）、共振频率法；对于振型的测量方法有：探针法、细沙粒跳动法、传感器测量法、全息照相法。