XL3419振动教学实验装置实验指导书

XL3419振动教学实验装置使用及实验指导书

秦皇岛市协力科技开发有限公司

目录

振动实验装置实验指导

实验一：振动测试系统组及基本测试仪器的使用方法 (1)

实验二：用“双踪示波比较法”测量简谐振动的频率 (8)

实验三：用“利萨如图形法”测量简谐振动的频率 (11)

实验四：简谐振动幅值测量 (14)

实验五：简谐波幅域统计参数的测定 (18)

实验六：用“双踪示波法”测量传感器的标定值 (21)

实验七：振动系统固有频率的测试 (25)

实验八：单自由度系统模型参数的测试 (30)

实验九：测试附加质量对系统频率的影响 (33)

实验十：附加质量分布对系统频率的影响 (35)

实验十一：单自由度系统自由衰减振动及固有频率、阻尼比的测定 (37)

实验十二：单自由度系统强迫振动的幅频特性、固有频率及阻尼比的测定 (40)

实验十三：共振法测试有阻尼振动系统的固有频率 (44)

实验十四：单自由度系统各种频率的区别与测定 (45)

实验十五：拍振现象实验 (47)

实验十六：两自由度系统固有频率测试 (49)

实验十七：主动隔振实验 (52)

实验十八：被动隔振实验 (54)

实验十九：阻尼减振实验 (56)

实验二十：单式动力吸振实验 (59)

实验二十一：复式动力吸振实验 (61)

实验二十二：索力测试 (62)

实验二十三：多自由度系统固有频率测试 (64)

XLLAB模态分析软件

结构动力学模态参数分析系统使用说明 (66)

实验二十四锤击法铰支梁模态测试 (67)

实验二十五锤击法连续弹性体等强度梁模态测试 (75)

实验二十六锤击法连续弹性体悬臂梁模态测试 (79)

实验二十七锤击法圆盘模态测试 (83)

实验五：简谐波幅域统计参数的测定

一、 实验目的

1、 学习幅域各统计参量及其相互关系；

2、 学习对振动波形幅域的测试和分析。

二、 实验仪器安装示意图（图5-1）

三、 实验原理

每一个振动量对时间坐标做出的波形，可以得到峰值、峰峰值、有效值和平均值等量值，它们之间存在一定的关系。振动量的描述常用峰值表，但在研究比较复杂的波形时，只用峰值描述振动过程是不够的，因为峰值只能描述振动大小的瞬时值，不包含产生振动的时间过程。在考虑时间过程时的进一步描述，是平均绝对值和有效值（均方根）值。这些参量都与幅值密切相关。

峰值定义为：

x x m =峰

即从波形的基线位置到波峰的距离，也可称为振幅。峰峰值是正峰到负峰的距离。 平均绝对值的定义为：

dt t x T T

x ⎰=0)(1

平均

有效值定义为：

dt t T T x x )(102

⎰=有效

平均绝对值的使用价值较小，而有效值因与振动的能量有直接关系，所以使用价值较大，特别是对随机振动的研究，使用价值更大。

简谐振动波形的峰值、有效值和平均绝对值示意图见图5-2。

图5-2简谐振动波形的峰值、有效值和平均绝对值示意图

图5-1 JZ 激振器与传感器安装示意图

各量之间的关系为：x x x 峰平均

有效2

12

2=

=

π

x F x F x C

f 峰平均有效1

=

=

这些关系式更通用的形式为：

x x F f 平均

有效=

F f 称为波形因数，

x x F C 有效

峰=

F f 和F C 给出了所研究振动波形的指标，对正弦振动，

分贝111.1≈=F f 分贝3414.1≈=F C

关于波形峰值、有效值和平均绝对值之间关系的分析，对位移、速度、加速度和各种信号波形都是适用的，但各种不同波形的F f 和F C 值是不一样的，有时有很大的差别。例如正弦波、三角波和方波，其F f 和F C 值的列表如下。

四、 实验步骤

1、安装仪器。把JZ-1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XL3419A 型振动教学试验放大仪的功放输出接口。把带磁座的加速度传感器放在简支梁的中部，输出信号接到XL3419A 型振动教学试验仪的加速度传感器输入端，传感器选择开关置于加速度，测量参数选择开关置于a(m/s 2)。

2、打开XL3419A 型振动教学试验仪的电源开关，并检查接线。

3、开机进入XL3304S 测试软件的主界面(见图5-3)，点击选择控制面板上“监视类型”的“波形”，适当选 择“采样频率”和“程控放大”倍数，“数据块数”选择4或8即可。

图 5-3 XL3304S 软件主界面

4、调节XL3419A型振动教学试验仪频率旋钮到45Hz左右，使梁产生共振。

5、在示波状态下观察振动波形，并采集下来。点击（数据列表），用鼠标左键移动光标，点击鼠标右键，在“数据列表”中读取当前振动的最大值。注意：这里读出的是毫伏值，要通过变换成物理量（参见实验一）。

6、公式计算其它统计参数

五、实验结果和分析

该实验主要是为了测定幅域统计参数之间的关系，不考虑其实际的物理意义，对信号波形来说作为电信号来处理，单位为（mV）也可使用其它测试单位。