简支梁自振频率测量(正弦扫频法)实验报告
梁的振动实验报告
梁的振动实验报告实验目的改变梁的边界条件，对比分析不同边界条件，梁的振动特性（频率、振型等）。
对比理论计算结果与实际测量结果。
正确理解边界条件对振动特性的影响。
实验内容对悬臂梁、简支梁进行振动特性对比，利用锤击法测量系统模态及阻尼比等。
实验原理1、固有频率的测定悬臂梁作为连续体的固有振动，其固有频率为：，其一、二、三、四阶时，简支梁的固有频率为：其一、二、三、四阶时，其中E为材料的弹性模量，I为梁截面的最小惯性矩，ρ为材料密度，A为梁截面积，l为梁的长度。
试件梁的结构尺寸：长L=610mm, 宽b=49mm, 厚度h=8.84mm.材料参数： 45＃钢，弹性模量E＝210 (GPa), 密度＝7800 (Kg/m3)横截面积：A＝4.33*10-4 (m2),截面惯性矩：J＝=2.82*10-9(m4)则梁的各阶固有频率即可计算出。
2、实验简图图1 悬臂梁实验简图图2简支梁实验简图实验仪器本次实验主要采用力锤、加速度传感器、YE6251数据采集仪、计算机等。
图3和图4分别为悬臂梁和简支梁的实验装置图。
图5为YE6251数据采集仪。
图3 悬臂梁实验装置图图4 简支梁实验简图图5 YE6251数据采集分析系统实验步骤1:"在教学装置选择"中，选择结构类型为"悬臂梁"，如果选择等份数为17，将需要测量17个测点。
2:本试验可采用多点激励，单点响应的方式，如果是划分为17等份,请将拾振点放在第5点。
3:请将力锤的锤头换成尼龙头,并将力通道的低通滤波器设置为1KHz,将拾振的加速度通道的低通滤波器设置为2KHz。
4:用力锤对第1点激振，对应的激励为f1,响应为1，平均3次，对应的数据为第1批数据，以此类推，测量完全部测点。
5:选择"教学装置模态分析和振型动画显示"，调入测量数据进行分析。
6："在教学装置选择"中，选择结构类型为"简支梁"，如果选择等份数为17，将需要测量17个测点。
实验九 用正弦扫频
实验九 用正弦扫频、随机和敲击激励测简支梁的频率响应函数一、实验目的1、了解正弦扫频、随机和敲击激励法的优缺点和使用方法。
2、掌握频率响应函数的定义及测量方法。
3、掌握使用不同激励信号激励时触发方式、平均方式及窗函数等选择方法。
二、实验系统框图三、实验原理频率响应函数的测量是试验模态分析的核心，其测量质量将直接影响模态参数识别的精度。
频率响应函数是指一个机械系统系统输出的傅立叶变换与输入的傅立叶变换的比值，对于单自由度系统，其频率响应函数为()()()X H F ωωω= 而对于多自由度系统，它的频率响应函数为一矩阵，即上式中的任一元素lp H 的表达式为其中，l 为响应点，p 为激励作用点，lp H 表示在p 点作用单位力时，在l 点所引起的响应，即l 和p 两点之间的频响函数。
根据模态分析原理，要识别结构的固有频率，只要测得频响图1-2-18 []111212122212....()::::..n n n n nn H H H H H H H H H H ω⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦1()()()()n l lp lr pr r r p X H H F ωωφφωω===∑函数矩阵中任何一个元素即可，但要识别所有模态参数时，必须测得频响函数矩阵中的一行或一列。
由lp H 的表达式可知，要测量矩阵中的一行时，要求拾振点固定不变，轮流激励所有的点，即可求得[()]H ω中的一行，这一行频响函数包含进行模态分析所需要的全部信息。
而要测量[()]H ω中任一列时，则激励点固定不变，而在所有点进行拾振，便可得到[()]H ω中的一列，这一列频响函数也包含进行模态分析所需要的全部信息。
在进行多点拾振时，若传感器足够多，且所有传感器质量加起来比试验物体的质量小很多时，就可安装多个传感器同时拾振，这样可以节省试验时间，且数据的一致性也好；但如果只有一只传感器时，则一个一个点进行测量，这样虽试验时间长一些，但试验成本较低，需保证激励信号的一致性。
实验五简支梁固有频率测试实验1
实验五 简支梁固有频率测试实验一、 实验目的：1、 掌握固有频率测试的工程意义及测试方法。
2、 掌握用共振法、李萨育图形法测量振动系统的固有频率的方法及步骤。
3、 加深了解常用简单振动测试仪器的使用方法。
二、实验设备和工具1.机械振动综合实验装置（安装简支梁） 1套2.激振器及功率放大器 1套3.加速度传感器 1台4.电荷放大器 1台5.数据采集仪 1台6.信号分析软件 1套三、实验内容1．用共振法测量简支梁固有频率共振法测量振动系统的固有频率是比较常用的方法之一。
共振是指当激振频率达到某一特定值时，振动量的振动幅值达到极大值的现象。
由弹性体振动理论可知，计算简支梁固有频率理论解为：APEJ L f 20115.49 式中，L 为简支梁长度（cm ）；E 为材料弹性系数（kg/cm 2）;A 为梁横截面积（cm 2）；P 为材料比重（kg/cm 3）；J 为梁截面弯曲惯性矩（cm 4）。
用共振法测量简支梁固有频率的仪器连接如图1所示图1测量双简支梁固有频率框图2．用李萨育图形法测量简支梁固有频率李萨育图形是由运动方向相互垂直的两个简谐振动的合成运动轨迹。
李萨育图形可以通过示波器或数据采集软件的X-Y轨迹图观察到。
在图的X、Y 轴上同时输入简谐振动两个信号，这两个信号不同的相位差合成不同的李萨育图形如图2所示。
振动的位移、速度及加速度的幅值其各自达到极大值时频率是不同的，只有在无阻尼的情况下，它们频率才相等，并且等于振动系统的固有频率。
但在弱阻尼的情况下，三种共振频率接近系统的固有频率。
只有速度共振频率真正和固有频率相等，所以用速度共振的相位差判别共振。
判别依据是系统发生速度共振时，激振力和速度响应之间的相位差为90°，依据位移、速度、加速度响应判断速度共振的李萨育图形如图3~5所示。
θ=00 θ=450 θ=900 θ=1350 θ=1800图2 不同相位差信号合成的李萨育图形n ωω< n ωω= n ωω>图3用位移响应判断速度共振n ωω< n ωω= n ωω>图4用速度响应判断速度共振n ωω< n ωω= n ωω>图5用加速度响应判断速度共振四、实验原理固有频率是振动系统的一项重要参数。
梁的振动实验报告
梁的振动实验报告实验目的改变梁的边界条件，对比分析不同边界条件，梁的振动特性（频率、振型等）。
对比理论计算结果与实际测量结果。
正确理解边界条件对振动特性的影响。
实验内容对悬臂梁、简支梁进行振动特性对比，利用锤击法测量系统模态及阻尼比等。
实验原理1、固有频率的测定悬臂梁作为连续体的固有振动，其固有频率为：()1,2,.......r r l r ωλ==其中，其一、二、三、四阶时， 1.87514.69417.854810.9955.....r l λ=、、、 简支梁的固有频率为：()1,2,.......r r l r ωλ==其中其一、二、三、四阶时， 4.73007.853210.995614.1372.....r l λ=、、、 其中E 为材料的弹性模量，I 为梁截面的最小惯性矩，ρ为材料密度，A 为梁截面积，l 为梁的长度。
试件梁的结构尺寸：长L=610mm, 宽b=49mm, 厚度h=8.84mm. 材料参数： 45＃钢，弹性模量E ＝210 (GPa), 密度ρ＝7800 (Kg/m 3)横截面积：A ＝4.33*10-4 (m 2),截面惯性矩：J ＝312bh =2.82*10-9(m 4)则梁的各阶固有频率即可计算出。
2、实验简图图1 悬臂梁实验简图图2简支梁实验简图实验仪器本次实验主要采用力锤、加速度传感器、YE6251数据采集仪、计算机等。
图3和图4分别为悬臂梁和简支梁的实验装置图。
图5为YE6251数据采集仪。
图3 悬臂梁实验装置图图4 简支梁实验简图图5 YE6251数据采集分析系统实验步骤1:"在教学装置选择"中，选择结构类型为"悬臂梁"，如果选择等份数为17，将需要测量17个测点。
2:本试验可采用多点激励，单点响应的方式，如果是划分为17等份,请将拾振点放在第5点。
3:请将力锤的锤头换成尼龙头,并将力通道的低通滤波器设置为1KHz,将拾振的加速度通道的低通滤波器设置为2KHz。
线性扫频法简支梁模态分析实验报告
线性扫频法简支梁模态测试一实验目的1、线性扫频法实验模态分析原理，2、学习线性扫频法模态测试及分析方法。
二、实验仪器简支梁激振器力传感器振动传感器动态分析仪（激振信号源）计算机系统分析软件三、实验原理1、本实验对简支梁进行实验模态分析使用的是测力法模块，在简支梁线性扫频法模态实验中，激励信号为力传感器拾取的扫频信号源DH1301（内置小功率功放）控制激振器激励出来的激励信号。
2、采用单点激励法（由于移动激励比较困难）四。
、实验步骤有一根梁，长（X向）555mm,宽（Y向）50mm，欲采用线性扫频法做其Z方向的振动模态，步骤如下：1、测点的确定此梁在Y、Z方向和X方向（尺寸）相差较大，可以简化为杆件，所以只需在X方向顺序布置若干测点即可。
在实验中在X方向梁把粱分为16等分，布置15个测点（梁的两端不用作为测点）[测点数目要视得到的模态阶数而定，测点数目要多于测量振型的阶数，得到的高阶阵型结果才真实可靠，要注意把激振位置作为简支梁模态测试中的一个测点（测得原点频响）]。
2、连接仪器固定好JZ-1型接触式激振器，并与DH1301连接好。
力传感器信号接入数采分析仪的第一通道，压电式加速度传感器信号接入第二通道。
3、数据采集及参数设置打开仪器电源，启动DHDAS2003控制分析软件，菜单选择分析/频响分析。
在新建的四个窗口内，分别显示频响函数数据、1-1通道的时间波形、想干函数和1-2通道的时间波形，平衡清零之后，等待采样。
打开DH1301扫频信号发生器，调节类型为线性扫频，设置起频为10，止频500，扫速1，按“确定”，然后按下“开始”，调节扫频电压，即可开始线性扫频。
点击DHDAS2003软件中的采样按钮，开始采样。
注意观察频响函数变化。
系统参数设置采样频率：1.28KH分析频率取整，且采样频率的选取视用户希望通过扫频实验得到简支梁的频率阶数而定。
实验装置配套的简支梁选取1.28KHz（有限元大致确定）的采样频率即可扫出简支梁的前四阶频率；如果希望得到较高的频率，则采样频率应选的较高，如5.12KHz）；采样方式：连续触发方式：自由采样平均方式：峰值保持时域点数：视用户选取的采样频率而灵活调整，一般情况下，保证频率分辨率的值小于1.25即可。
简支梁桥的自振频率
简支梁桥的自振频率
简支梁桥的自振频率是指在没有外力作用下，梁桥自身振动时，所达到的固有频率。
这个频率与梁桥的弹性模量、横截面积、长度以及质量密度等因素有关。
在实际工程中，我们需要计算梁桥的自振频率，以了解梁桥的振动特性，为设计和施工提供参考。
计算方法一般采用欧拉梁理论，将梁桥简化为一个线性弹性的杆件，通过求解杆件的振动方程，得到梁桥的自振频率。
为了避免梁桥的自振频率与外界振动频率产生共振现象，实际工程中我们还需要根据桥梁的使用环境和条件进行调整和优化。
例如，可以通过调整杆件的截面形状和尺寸、增加结构减震措施等方式来改变梁桥的自振频率，提高桥梁的稳定性和安全性。
综上所述，简支梁桥的自振频率是一个重要的工程指标，它关系到桥梁的稳定性和安全性。
在实际工程中，我们需要对梁桥的自振频率进行计算和调整，以确保桥梁运行的安全可靠。
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简支梁桥的自振频率
简支梁桥的自振频率简支梁桥是工程结构中常见的一种桥梁结构，具有重量轻、施工方便、经济实用等优点。
在工程实践中，需要对简支梁桥的自振频率进行测量，以评估其结构的稳定性和可靠性，从而保障桥梁结构的安全运行。
以下就简支梁桥的自振频率进行详细的介绍：一、简支梁桥的自振频率概述简支梁桥的自振频率，是指在受到轻微扰动后，在没有外力作用的情况下，桥梁结构自行发生振动的频率。
自振频率为一个重要的桥梁参数，通常用单位时间内的振动次数来表示，单位为赫兹。
二、简支梁桥自振频率的测定方法测定简支梁桥的自振频率，通常采用加速度传感器和振动仪进行测试。
具体步骤如下：1. 在桥梁两端相距较远的地方，安装加速度传感器，并进行校准。
将加速度传感器固定在简支梁桥的两端，使其与桥梁对称。
2. 接通振动仪，在测试前对其进行校准，使其能够与加速度传感器实时连通。
然后，通过外部调节器，确定振动仪的初始振幅和振动频率。
3. 启动振动仪，调整其振幅和振动频率，直到振幅达到一个比较稳定的状态。
在此状态下，记录振动仪的输出数据，包括振动频率和振幅。
4. 通过计算出的振动频率，求得简支梁桥的自振频率。
三、影响简支梁桥自振频率的因素影响简支梁桥自振频率的因素主要有桥梁的长度、质量、刚度等结构参数。
1. 桥梁的长度：长度越大，自振频率越低。
这是因为长度越大，振动的时间越长，惯性力越大。
2. 桥梁的质量：质量越大，自振频率越低。
这是因为质量越大，惯性力越大，惯性力越大，振动频率越低。
3. 桥梁的刚度：刚度越大，自振频率越高。
这是因为刚度越大，相应的回弹力越大，振动频率越高。
四、简支梁桥的自振频率与结构稳定性的关系简支梁桥的自振频率直接影响结构的稳定性，与桥梁结构的工作状态密切相关。
如果自振频率与桥梁受到的外力频率相同，就会形成共振，加剧桥梁的振动，从而影响桥梁的稳定性和安全运行。
五、结论简支梁桥的自振频率是一个重要的结构参数，对桥梁的稳定性和可靠性具有直接影响。
简支梁自振频率测量(正弦扫频法)实验报告
实验2简支梁自振频率测量(正弦扫频法)一、实验目的以简支梁为例，了解和掌握机械振动系统幅频特性曲线的测量方法以如何由幅频特性曲线得到系统的固有频率，了解常用简单振动测试仪器的使用方法。
二、实验内容及原理简支梁系统在周期干扰力作用下，以干扰力的频率作受迫振动。
振幅随着振动频率的改变而变化。
由此，通过改变干扰力（激振力）的频率，以其为横坐标，以振幅B为纵坐标，得到的曲线即为幅频特性曲线。
依据共振法测试简支梁的一阶、二阶固有频率，原理同实验三。
用跳沙法观察简支梁一阶、二阶振型。
测试简支梁的振型，根据简支梁的长度，划分若干个单元格，依次标号。
将信号发生器的频率调整到一阶固有频率处，观察简支梁的振动情况，在该频率下，分别测试每个单元的振幅。
依据测得的振幅，通过归一化，绘出简支梁的一阶振型。
三、实验仪器及设备机械振动综合实验装置（安装简支梁）1套激振器及功率放大器1套加速度传感器1只电荷放大器1台信号发生器1台数据采集仪1台信号分析软件1套计算机1台四、实验方法及步骤1.将激振器通过顶杆连接到简支梁上（注意确保顶杆与激振器的中心线在一直线上），激振点位于简支梁中心偏左50mm处（已有安装螺孔），将信号发生器输出端连接到功率放大器的输入端，并将功率放大器与激振器相连接。
2.用双面胶纸（或传感器磁座）将加速度传感器粘贴在简支梁上（中心偏左50mm）并与电荷放大器连接，将电荷放大器输出端分别与数据采集仪输入端连接。
3.将信号发生器和功率放大器的幅值旋钮调至最小，打开所有仪器电源。
设置信号发生器输出频率为10Hz，调节信号发生器的幅值旋钮使其输出电压为2V。
调节功率放大器的幅值旋钮，逐渐增大其输出功率直至简支梁有明显的振动（用眼观察或用手触摸）。
4.将信号发生器输出频率由低向高逐步调节，观察简支梁的振动情况，若振动过大则减小功率放大器的输出功率。
5.保持功率放大器的输出功率恒定，将信号发生器的频率重新由抵向高逐步调节，记录调整频率的变化情况，采集各个调整频率下响应信号振动幅值对应的电压数据。
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实验2简支梁自振频率测量(正弦扫频法)
一、实验目的
以简支梁为例，了解和掌握机械振动系统幅频特性曲线的测量方法以如何由幅频特性曲线得到系统的固有频率，了解常用简单振动测试仪器的使用方法。
二、实验内容及原理
简支梁系统在周期干扰力作用下，以干扰力的频率作受迫振动。
振幅随着振动频率的改变而变化。
由此，通过改变干扰力（激振力）的频率，以其为横坐标，以振幅B为纵坐标，得到的曲线即为幅频特性曲线。
依据共振法测试简支梁的一阶、二阶固有频率，原理同实验三。
用跳沙法观察简支梁一阶、二阶振型。
测试简支梁的振型，根据简支梁的长度，划分若干个单元格，依次标号。
将信号发生器的频率调整到一阶固有频率处，观察简支梁的振动情况，在该频率下，分别测试每个单元的振幅。
依据测得的振幅，通过归一化，绘出简支梁的一阶振型。
三、实验仪器及设备
机械振动综合实验装置（安装简支梁）1套
激振器及功率放大器1套
加速度传感器1只
电荷放大器1台
信号发生器1台
数据采集仪1台
信号分析软件1套
计算机1台
四、实验方法及步骤
1.将激振器通过顶杆连接到简支梁上（注意确保顶杆与激振器的中心线在一直线上），激振点位于简支梁中心偏左50mm处（已有安装螺孔），将信号发生器输出端连接到功率放大器的输入端，并将功率放大器与激振器相连接。
2.用双面胶纸（或传感器磁座）将加速度传感器粘贴在简支梁上（中心偏左50mm）并与电荷放大器连接，将电荷放大器输出端分别与数据采集仪输入端连接。
3.将信号发生器和功率放大器的幅值旋钮调至最小，打开所有仪器电源。
设置信号发生器输出频率为10Hz，调节信号发生器的幅值旋钮使其输出电压为2V。
调节功率放大器的幅值旋钮，逐渐增大其输出功率直至简支梁有明显的振动（用眼观察或用手触摸）。
4.将信号发生器输出频率由低向高逐步调节，观察简支梁的振动情况，若振动过大则减小功率放大器的输出功率。
5.保持功率放大器的输出功率恒定，将信号发生器的频率重新由抵向高逐步调节，记录调整频率的变化情况，采集各个调整频率下响应信号振动幅值对应的电压数据。
五、实验数据整理与分析
1.依据在不同频率下测得的振动幅值，以频率为横坐标，以振动幅值为纵坐标绘出加速度幅频特性曲线。
2.根据加速度幅频特性曲线，找出振动系统的固有频率。
3.依据幅频特性曲线，估算振动系统的相对阻尼系数。