机械振动基础实验指导书2017(共24页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上实验验指导书昆明理工大学机电学院实验中心说明和评分1 实验前，必须认真作好实验准备。根据实验要求进行预习，熟悉相关理论教学内容，明确实验要求，进入实验室首先应该熟悉相关的实验仪器、了解其仪器的基本原理及仪器的使用方法。2 根据实验原理和实验要求组成实验系统，系统搭建完毕经检查无误后，方可接通电源进行验。系统搭建后请确认1）所组成系统不存在短路现象；2）所用仪器，有输出功能的仪器输出幅值处于最小；3）有输入功能的仪器，输入量程处于最大或合适量程；4）在实验进行过程中仔细调整，以期达到理想的测试效果。3 有计算机组成的测试系统，首先开启一次设备和仪器，然后再开启计算机，启

2、动虚拟仪器，实验仪器开机预热510 分钟，正式进行实验。4 观察实验中的现象，对实验中的现象和数据进行观察和记录。实验评分标准：实验成绩按在实验室学生的实际操作情况和实验报告情况综合评分1） 实验实作成绩评分：以学生在实验室中完成实验内容、实验要求和试验结果等给出评定成绩，评定按：不及格、及格 、中、良、优；2） 实验报告成绩：按照学生完成实验报告的要求，对实验现象的观察、思考和实验结果的分析等情况评定成绩。初评按：不及格（60以下）、及格（65） 中（75）、良好（85）、优秀(95)五档；3） 综合实验成绩评定按百分制。安全注意事项本实验系统尽管在设计、加工和安装时已充分考虑了安全方面的问

3、题，但使用时仍需注意如下事项：一、通电前仔细检查各活动机械部分，如激振器、偏心电机等的连接紧固情况，确保所有螺栓、卡扣等紧固无误，避免激振或旋转。二、查看传感器、信号源、激振器等连线正确无误，确保各仪器正常工作。三、检查各仪器电源线是否插紧插好，各仪器是否可靠接地，以防触电。四、小电机调压器应放置于桌面宽敞处，尽可能远离其它仪器，在使用前必须确认电源输入接线和输出接线正确，调压器与电机连线、接地是否可靠，经检查无误后才能通电，通电前调压器的输出调节必须处于合适位置（最小位置） 切记！须仔细检查电机偏心轮是否紧固、使用完毕应立即断电，不应在等待状态下长时间通电。在使用时应以适当速度增加输出电压，

4、提高转速；不应快速提高小电机转速，以免造成伤害。注意，在启动电机时应将测试系统准备好，在待测状态。五、信号发生器驱动激振器时，确认输出联线正确，确认输出没有短路，信号发生器的输出应在最小位置，在使用中根据需要慢慢调节，特别在调到较大输出电压时，直接按 开始 键启动，应避免。五、激振器和偏心电机工作时，禁止手或是其它物品碰到激振器顶杆和电机偏心轮，以免受伤或物品飞落。六、所有仪器设备工作过程中发现异常应立即断电，并请专业人员检查维修。预备知识 振动测试与控制实验系统认知与使用1DHVTC振动测试与控制实验系统的组成如图1-1所示，本系统由“振动实验台架及对象”、“激振系统”、“振动测试分析系统”

5、组成。2.1 振动实验台架及对象由振动实验台及对象 ，实验对象（包括简支梁（悬臂梁）、薄壁圆板、单双自由度系统、三自由度系统模型）组成，配以主动隔振、被动隔振用的空气阻尼减震器、动力吸振器等组成。(1) 底座(2) 支座(3)三自由度系统(4) 薄壁圆板(5) 非接触式激振器(6) 接触式激振器(7) 力传感器(8) 偏心电机(9) 磁电式速度传感器(10) 被动隔振系统(11) 简支梁/悬臂梁(12) 主动隔振系统(13) 单/双自由度系统(14) 压电式加速度传感器(15) 电涡流位移传感器(16) 磁性表座2.2.1 激振系统A) 稳态激励 接触式与非接触式激振器激振DH1301扫频信号

6、发生器(带小功率输出)； + JZ-1型接触式激振器；JZF-1型非接触式激振器；B)偏心电机激振 调压器+偏心电机； C） 瞬态激振 力锤。2.2.2 振动测量与分析系统：由传感器 动态信号采集仪 和计算机（带测试分析控制软件）传感器 ：DH620磁电式速度传感器； DH112压电式加速度传感器（ICP）；DH187压电式加速度传感器电荷适调器）；OD电涡流位移传感器； 力传感器动态采集分析系统DH5923数据采集分析仪；计算机系统 （控制与基本分析软件）。2、DHVTC仪器的使用方法2.1 激振系统的使用方法功用： DH1301扫频信号发生器是配有功率放大后的正弦激振信号源，可推动JZK-

7、1型接触式激振器或JZF-1型非接触式激振器。 技术指标：频率范围：0.1Hz9999.9Hz；谐波失真：1%；最大输出功率：60W；输出电流：0A5.5A；功耗：20W。使用方法：先将DH1301信号源接通电源，并处于关闭状态，用激振器信号输入线把激振器与DH1301后端的功率输出接线柱相连，打开电源开关，启动信号发生器，根据所需要求，有“正弦定频 线性扫频 对数扫频 随机 ”四种类型，多用“ 正弦定频 线性扫频”；设置频率用“设置 确认 取消”等键设定；电压输出用电压调节的“ ”键和电压衰减“-10 -20 -40”等键设定；设定完成后按“开始 停止”键启动或停止信号发生器，使仪器进入正常

8、工作状态。特别注意：信号发生器的输出不能短路，放大器输出合适，输出电压不应过大，正常使用一般小于5V2.1.2 JZK-1型电动型接触式激振器的使用方法 技术指标：激振频率范围：10Hz1000Hz；最大激振力：2000g；最大行程：1.5mm。使用方法：先调节双头螺杆至合适，螺母固定，连接激振对象连接件（可用传感器代），再用螺母固定，激振器与被测物体可靠连接，有一定的激振位移，但不得将激振器螺杆顶死或过松。按图1-1接好配置仪器，启动激振器信号源，设定相应的激振频率，即可实现对试件的激振。2.1.3 JZF-1型磁电型非接触式激振器的使用方法 技术指标：最大激振频率范围：10Hz1000Hz

9、；最大激振力：50g；安装间隙：1mm10mm。使用方法：将非接触式激振器安装在磁性表座上，根据被测激振件的刚度大小调节激振器与被测激振件的初始间隙，一般间隙为8mm15mm。在做试验时，还应根据各阶固有频率的高低随时调节激振器与被测激振件的间隙，使互相不会发生碰撞。启动激振信号源，即可实现对试件的激振。2.1.4 偏心电动机和调压器的使用方法 由偏心电动机和调压器组成的激振设备； 单相串激整流子电动机适用单相直流电源供电，其转速随负载或电源电压的变动而变化。我们用改变电源电压的办法来调节电动机的转速，使电动机转速可在08000转/分的范围内调节。使用方法：1） 正确接线：外接220V电源线与

10、调压器的输出到小电机的接线线应一一对应，千万不可接错，并注意接地与绝缘；2）调压器输出电压调节：在未启动时，调压器的旋钮处于“0”的极左位置 ，顺时针（向右）转动旋钮，经过一定调节死区（20）后，小电机旋转，调节输出电压，小电机旋转带动偏心片转动，转速的改变使电机偏心质量的离心惯性力的大小和频率发生改变，利用偏心质量的离心惯性力，即可实现对试件的激振，激振力与转速成比例。注意：保证接线正确；调压器的电压调节不应过高；转动过程中切记不可用手等物件碰转动件注意：实验完毕前或中间暂停较长时，将信号发生器的电压输出归零；调压器电压调到最小，才可关闭电源，否则带负荷关机会造成设备损坏。2.2 测试系统的

11、使用方法2.2.1 动态数据采集分析仪的使用方法仪器与传感器通过适调器或连接线连接，接上电源，启动仪器，安装1394驱动（若为以太网口，则跳过），打开软件进行信号采样等操作。2.2.2 DH620磁电式速度传感器 技术指标：频率范围 10Hz1000Hz；传感器灵敏度 20V/ms-1；最大量程 0.5m2/S1； 重量 150g。 使用方法：利用传感器底座的螺钉或磁力座，将DH620磁电式振动速度传感器安装在被测振动体上，其外壳随振动体而振动，位于气隙间的线圈就切割磁力线，发出正比于振动速度的电势。该电势由导线输入分析仪放大，可测量振动速度。信号经积分或微分处理，也可测量振动位移和加速度。本

12、传感器只能测量垂直方向的振动。2.2.3 压电式加速度传感器2.2.3.1 技术指标:频率范围 1Hz10kHz；传感器灵敏度 10 PC/g。2.2.3.2 使用方法 ：将压电式加速度传感器和电荷适调器用L5电缆连接，将电荷适调器接入数据采集分析仪振动测试通道，输入传感器灵敏度，既可测量振动加速度。2.2.4 电涡流位移传感器2.2.4.1 技术指标:频率范围 010kHz；传感器灵敏度 5.00 V/mm；最大振幅 1mm；幅 值 线 性 度 0.48%F.S。3.2.4.2 使用方法:将电涡流位移传感器接到专用的前置器上，用专用的连接线连接采集仪和电涡流传感器的前置器，输入灵敏度，输入方

13、式SIN_DC，即可测量位移3 软件使用说明检查各个传感器安装与连接正确后，启动采集分析仪器，启动计算机，调入测试分析软件，初始调入“基本测量”模块时，进入到软件的测试系统设置和测量过程记录与分析：3.1 新建测试项目 在软件工具栏上点击“”按钮或在菜单栏上打开“文件” 新建即可，注意文件名称最好日“日期，组别 项目”等容易识别的文件名命名，注意存储在那一文件之下，输入项目名称后按“保存”按钮文件保存，以后在同一实验过程中都可以此文件名称进行，如需更改设置或不同的测试项目，也应作相应的文件名称命名。3.2 通道参数的设置新建项目后，首先是通道参数设置：在一起启动前，根据不同传感器接入不同的适调

14、器，如压电传感器，接入电荷适调器 ；应变传感器，接入应变适调器。系统启动之后软件可自动识别相应通道的测量类型，并在“通用参数”下“测量类型”项对应通道位置显示所接适调器的类型或可测量类型，如果没有接入适调器，“测量类型”项对应通道显示为“电压测量”。本实验所用传感器类型为压电式传感器（ICP）和普通压电式传感器，磁电式速度传感器和涡电流式位移传感器。压电式加速度传感器（IEPE ICP）直接接入动态采集器DH5923，（压电式加速度传感器和压电式力传感器），对应通道需接入电荷适调器再接入DH5923；其它传感器（磁电式 涡电流式），对应通道，接“电压测量”，如果接入错误，将不能显示正确的信号，

15、切记！使用者根据对应通道所用传感器对比此通道的“工程单位”和“灵敏度”项进行设置，该通道的被测物理量的大小选择合适的量程范围，如果被测物理量大小不确定时，先将量程范围设置为最大，然后进行予采样，根据所采数值大小调整测量范围；根据实验情况，设置“上线频率”、“输入方式”等子项。只有接入的传感器为IEPE（ICP）传感器时，才能选择IEPE输入方式，否则会损坏传感器。3.2.1 电压测量 当对应通道没有接任何适调器，系统启动后，软件的“通用参数”页面内，“测量类型”项显示为“电压测量”（在本次实验中所用的磁电式速度传感器 涡电流式位移传感器的输出都是电压 可直接用“电压测量”。使用者根据对应通道所

16、接的传感器设置此通道的“工程单位”、“灵敏度”和“输入方式”等项，根据北侧无聊了的大仙选择合适的“量程范围”，通用参数的其它子项“修正系数”积分类型“积分单位”和“上限频率”根据实验情况设置。4.3 采样参数的设置设置的采样频率的大小应根据所测信号的最高频率进行预估，一般而言，采样频率为信号最高频率的5-10倍，分析频率分析频率系统设置为采样频率/2.56；设置的“采样方式”有示波 连续、瞬态和触发连续等，根据实验要求选择，大多情况多选“连续”和“瞬态”，当选“瞬态”由用户根据实验要求设置触发方式、数据块数、延迟块数，触发次数，其中触发方式有自由采集、信号触发可选。3.4 平衡清零开始采样前，

17、先进行平衡操作，在进行清零操作。3.5 开始采样点击工具栏上的采样图标，启动采样。采样开始后，点击工具栏上的显示图标“”（也可先建立）可新建一个绘图显示窗口，显示各接入通道的采样后的信号。如要改变观测信号，在图中点击可显示出 信号选择 自动光标等项，点击信号选择 可显示所选信号类型 “时间曲线”、“FFT实时谱 FFT平均谱 和“频率响应”等项，可实验要求选择。双击“时间曲线”即可选中，显示为改通道的时间曲线，在双击可取消。单击工具栏上的图标可显示光标，点击光标在子菜单上课选择合适的光标类型，如：单光标 双光标、谐光标等；选择合适的光标类型后，可在绘图窗口中显示光标读数。4实时数据的处理和分析

18、4.1 其中有多种分析功能主要有： 时域显示统计信息、频谱分析显示、相关分析、幅值分析、频响分析 倒谱分析等多种功能，使用者可根据实验要求，选择合适的显示。 4.2数据的观察、读数、保存、回放 本软件充分利用了windows操作系统的多线程机制，在采样过程中使用者可以实时地观测信号波形，或者同时进行其他操作，例如1）新建或关闭绘图窗口；2)改变窗口内的现实的通道：3）设置窗口的图形属性；4）纵向放大或缩小曲线；5）使用光标读数；6） 数据保存，可以保存为位图、text /EXCEL 等多种格式。5、基本要求5.1 熟悉振动与控制实验控制实验台结构5.2 熟悉DH1301扫频信号发生器的使用5.

19、2.1 扫频信号发生器在不同功能情况下（定频 扫频 随机 ）的使用，与激振器配合使用5.2.2 扫频信号发生器与动态采集器DH5923配合使用5.2 熟悉动态信号分析系统的基本使用实验一 简支梁的机械振动参数测量一、实验目的1、学习常用测振传感器及其配套仪器的使用方法。2、熟悉简谐振动各基本参数的测量及其相互关系。3、简支梁的一阶固有频率和振型测量二、实验内容1、用位移传感器测量振动位移。2、用压电加速度传感器测量振动加速度。3、用电动式速度传感器测量振动速度三、实验原理在振动测量中，振动信号的位移、速度、加速度幅值可用位移传感器、速度传感器或加速度传感器来进行测量。 设振动位移、速度、加速度

20、分别为、，其幅值分别为、，当 时，有式中： 振动角频率, 初相角, 则位移、速度、加速度的幅值关系为由上式可知，振动信号的位移、速度、加速度的幅值之间有确定的关系，根据这种关系，只要用位移、速度或加速度传感器测出其中一种物理量的幅值，在测出振动频率后，就可计算出其它两个物理量的幅值，或者利用测试仪或动态分析仪中的微分、积分功能来进行测量。四、测量过程与测试系统框图实验设备及接线如图所示1、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扫频信号源输出接口。测试系统框图加速度位移速度

21、传感器动态信号采集器（DH5923）简支梁激振器信号发生器（功放）DH1301电荷适调器（可选）变换器计算机计算机系统及分析软件2、安装传感器传感器安装：用磁铁把压电式加速度传感器和惯性式速度传感器分别安装在简支梁上（注意：速度传感器不能倒置）。用磁性表支架将非接触式电涡流位移传感器固定，位移传感器输出通过变换器与动态采集器（DH5923）连接，传感器头与梁表面保留一定的间隙，一般安装间距1 mm左右；速度传感器输出直接接到动态采集器的测试通道；压电加速度传感器（普通压电式）通过适调器与采集器连接或者压电加速度传感器（IEPE）可直接与采集器连接；3、仪器参数设置3、启动振动测试与分析软件3.

22、1软件启动 打开动态采集器（DH5923）的电源开关，开计算机，以管理员身份启动动态测试专用软件，进入数采分析软件的主界面，选择“基本分析” ，进入测试分析系统软件；3,2 动态采样设置 1）采样设置 采样频率（合适）、 采样方式（连续）、触发方式、数据块等的设置；2）通道设置 根据所接入的传感器通道设置进行设置 “通用参数、触发参数、几何参数、标定信息和通道子参数”等，其中通用参数和通道子参数设置尤为重要 通用参数设置 为通道号 通道描状态 量程范围， 输入加速度传感器、速度传感器和位移传感器的灵敏度；输入方式：压电加速度和速度传感器选AC，位移传感器选SIN_DC；压电加速度传感器（IEP

23、E）选用ICP输入方式3,3 采样控制 由采样控制工具条上诸多按钮控制 启动采样 暂停采样 采样停止 回放 通道平衡 清零等。注意在启动采样前先平衡 清零再进行采样，可消除原有通道中的干扰信号。当启动采样时通道上的采样灯亮，进行采样，根据需要进行采样时间控制，否则，会一直采样，可能会有巨量数据。4、显示设置 当进行新的测量时，应根据自己的测量要求进行设置，（当打开测量界面时是上次测量的界面，如直接使用会造成现有数据覆盖原来数据），打开四个窗口，分别显示三个通道的时间信号和一个通道频域信号。5、采集并显示 数据 存储测量 调节扫频信号源的输出频率和信号幅值，使梁产生明显振动。在三个窗口中读取当前

24、振动的最大值（位移、速度、加速度）和当前振动的频率。存储测量数据 将测量显示图拷贝到实验报告中6、计算数据与实验数据进行比较五、实验步骤1 基本振动参数测量在稳态激励下，在简支梁实验对象上，同一测点，测取振动的幅值（加速度、速度和位移）和频率，分析幅值之间的相互关系。2 调整激励频率，采用传感器测取振动幅值，测取简支梁的一阶固有频率和一阶振型 实验二 单自由度系统强迫振动特性的测量一、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。3 变换单自由度系统的结构，增加附加质量和增加阻尼对振动的影响二、实验装置框图图3.1 实验装置框图

25、图3.2单双自由度系统实际对象三、实验原理 单自由度系统的力学模型如图3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0(频率f=2)，系统的运动微分方程式为：或 （1）式中：系统固有圆频率 = n -衰减系数 2n=c/m-阻尼比 =n/ F激振力 方程7-1的特解，即强迫振动为： （2）式中：A强迫振动振幅 -初相位 （3） 式(7-3)叫做系统的幅频特性。将式(7-3)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4所示)： 3 单自由度系统力学模型 4 单自由度系统振动的幅频特性曲线 图3中，Amax为系统共振时的振幅；f0为系统固有频率，

26、、为半功率点频率。 振幅为Amax时的频率叫共振频率f0。在有阻尼的情况下，共振频率为： (4) 当阻尼较小时，故以固有频率作为共振频率。在小阻尼情况下可得 (5) 四、 实验方法4.1 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单自由系统有一定的预压力，用专用连接线连接激振器和DH1301功率输出接口。激振器的激振输入可参考DH1301信号发生器的使用4.2 连接测试系统将力传感器输出信号接到采集仪的1-1通道，加速度传感器布置在测量平面上，传感器测得的信号接到采集仪的1-2通道，或者用电涡流传感器进行振动测量。4.3 仪器设置A 打开仪器电源，启动

27、计算机，以管理员身份启动控制分析软件，进入“基本分析”模块，新建一个文件（文件名自定-最好以 日期+组别 为文件名），选择合适的显示方式，以时间记录仪为好。B 测试系统设置 与测试系统连接相适应，设置各测试通道参数；在“设置”/“模拟通道”设置采样频率、量程范围、工程单位和传感器灵敏度等参数；4.4启动运行参数， 启动激活记录仪窗口，选择对应通道AI1-2，开始采集数据，数据同步采集显示在图形窗口内。注：采样频率一般设置为采集信号的10倍20倍，保证采集的信号没有幅值失真。量程范围一般设置为采集信号的1.5倍，保证较高的信噪比。工程单位根据实际物理量设置，传感器灵敏度根据传感器铭牌正确设置。l

28、 设置分析软件，平均方式：峰值保持；2D图谱窗口内，选择频响函数1-2/1-1曲线；4.5 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fy。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25Hz，在共振峰附近尽量增加测试点数。l 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。电压输出先可用较小电压试做0.2V，然后再调节信号发生器输出电压值合适。在共振频率附近，即使有较小电压，共振频率出也会有较大的振动幅值，并且不应在共振处停留校场时间，以免损坏设备。4.6 实验过程观察和数据记录启动信号发生器，输

29、出扫频信号给激振器激振，开始激振扫频；启动测试系统，开始信号采集分析，中间可暂停信号发生器，将振动幅值及对应频率填入下表。特别注意共振频率处数据和半功率点处数据。直到扫频信号达到结束频率，手动停止扫频。验证上述实验结果：分析软件进入到频响函数分析模块。五、实验步骤1、调整单自由度系统，使其在无阻尼条件下2、 记录扫频激励下，单自由度系统的时域波形 并对波形进行分析、3、分析单自由度系统的固有频率、阻尼比等3 改变单自由度系统质量（附加质量）和阻尼对参数的影响。实验三 三自由度系统固有频率及振型测量实验一、实验目的1.1 学会用扫频共振法确定三自由度系统的各阶固有频率。1.2 观察三自由度系统的

30、各阶振型。1.3 将实验所测得的各阶固有频率、振型与理论计算值比较。二、实验装置框图信号发生器（功放）DH1301非接触激振器磁力表座图3.1 实验装置框图三、实验原理 把三个钢质量块、 、(集中质量)固定在钢弦上，钢弦张力T用不同重量的重锤来调节。在平面横振动的条件下，忽略钢弦的质量，将一无限自由度系统简化为三自由度系统。由振动理知，三个集中质量的运动可用下面的方程来描述： （1）式中： 质量矩阵 刚度矩阵 位移矩阵 系统的各阶固有频率为： 一阶固有频率 (2)二阶固有频率 （3）三阶固有频率 （4）式中： 弦上集中质量 m=0.0045 千克 弦丝长度 L=0.625 米 进一步可计算出各

31、阶主振型A(i),(i=1,2,3): (10-5)各阶主振型如图2所示： 一阶主振型 二阶主振型 三阶主振型 图4. 2 三自由度系统的主振型对于三自由度系统，有三个固有频率，系统在任意初始条件下的响应是三个主振型的迭加。当激振频率等于某一阶固有频率时，系统的振动突出为主振动，系统的振型由该阶主振型决定，其它阶的主振型可忽略不计。主振型与固有频率一样只决定于系统本身的物理性质，而与初始条件无关。测定系统的固有频率时，只要连续调整激振频率，使系统出现某阶振型且振幅达到最大，此时的激振频率即为该阶固有频率。四、实验方法4.1 激振器安装把非接触激振器安装在磁性表座上，将激振器和磁性表座固定在实验

32、台基座上，并保证非接触激振器与钢丝质量块距离在10-15mm（如图所示），使振动时激振器不碰撞质量块。用专用连接线连接非接触激振器和DH1301输出接口。4.2 开启DH1301的电源开关，由低到高逐渐增加扫频信号源的输出频率，当观察到系统出现如图2所示的第一阶振型且振幅最大时，激振信号源显示的频率就是系统的一阶固有频率。依此下去，可得到如图2所示的第二、三阶振型和二、三阶固有频率。4.3 更换不同的质量，使钢丝产生不同张力，分别重复以上各步测得三自由系统的三阶固有频率和振型。五、实验结果与分析5.1 不同张力下各阶固有频率的理论计算值与实测值 表10-1弦丝张力T=19.8 (N)T=29.

33、8 (N)固-有频率理 论 值实 测 值5.2 绘出观察到的三自由度系统振型曲线。5.3 将理论计算出的各阶固有频率、理论振型与实测固有频率、实测振型相比较，是否一致? 产生误差的原因在哪里?实验四 拍振实验一、实验目的1.1 观察拍振现象，建立拍振的概念。1.2 了解如何消除或减弱拍振的现象。二、实验装置框图图5-1 实验装置框图三、实验原理当同一结构存在有二个振动信号时，如果振动作用对结构处于线性弹性结构，二个单独的振动信号在一定条件下会产生所谓拍的现象，也称拍振现象。如对简支梁系统施加两个频率接近、振幅不等的激振力，使系统产生振动，用分析仪测得系统的振动波形如下图所示，其振幅是周期地变化

34、，这种现象就叫做拍。总的来讲，两个频率接近、振幅不等的振动迭加就能形成拍。根据拍振理论，设两个频率接近、振幅不等的振动为： (1) 合振动 （2)式中：A- 合振动振幅 -初相角 （3） （4）分振动y1、y2与合振动y的波形如图9-2所示，合振动的频率及周期为： （5） （6）合振动的振幅随时间在最大振幅Amax与最小振幅Amin间作周期变化，就形成了拍，如图2虚线所示，其中：最大振幅 ，最小振幅 。在拍振图形上，有最大振幅的一段叫拍的腹，有最小振幅的一段叫拍的腰，腰和腹总是间隔地出现的。在单位时间内腰或腹出现的次数叫拍的频率，振幅大小改变一次的时间叫拍的周期。 =-= (7) = (8)

35、从(7)式可知，两个分振动的频率相差越小，拍振动的周期就越大。四、实验步骤及方法4.1 安装偏心电机偏心电机的电源线接到调压器的输出端，调压器电源线接到调压器的输入端（双色为地线），一定要小心防止接错，要注意调压器的输入和输出端，防止接反。把调速电机安装在简支梁中部，对简支梁产生一个未知的激振力，电机转速（强迫振动频率）可用调压器来改变，把调压器放在“110”档左右，调好后在实验的过程中不要再改变电机转速。4.2 激振器安装将激振器固定在实验台基座上，并在简支梁上安装力传感器，通过螺杆将激振器与力传感器相连，并用螺母固紧，用专用连接线连接激振器和DH1301功率输出接口。4.3 组成测试系统和

36、激振系统连接好将加速度传感器布置在偏心电机和激振器的中间位置，传感器测得的信号接到采集仪的1-1通道。4.4 仪器设置打开仪器电源，进入控制分析软件，新建一个项目（文件名自定），在“设置”/“模拟通道”设置采样频率、量程范围、工程单位和灵敏度等参数，激活“记录仪”窗口，选择相应通道AI1-1。开始采集数据，数据同步采集显示在图形窗口内。注：采样频率一般设置为采集信号的10倍20倍，保证采集的信号没有幅值失真。量程范围一般设置为采集信号的1.5倍，保证较高的信噪比。工程单位根据实际物理量设置，传感器灵敏度根据传感器铭牌正确设置。调节DH1301扫频信号源的输出频率，当激振频率接近电机转动产生的振

37、动频率时，屏幕上出现了拍振波形。五、实验结果与分析5.1 实验数据表1 分 振 动 分 振 动 频 率=( )Hz=( )Hz 幅 值=( )=( )5.2 绘出分析仪上观察到的拍振波形。5.3 根据表1数据计算、。5.4 如微微改变激振器频率或电机转速，观察拍的频率的变化。实验与理论是否一致？5.5 对结构来讲，拍是不利的现象，如果拍的最大振幅大于允许值，则必须消除或减弱拍的现象。你用什么方法来改变拍的现象呢？ 实验四 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。4 测量橡胶阻尼隔振器的特性，测量毛毡隔振垫的特性二、实验装

38、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，用速度传感器的质量m模拟被隔振的仪器设备，实验装置与测试仪器框图如图所示。图5-1 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：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。具体原理见主动隔振实验。四、实验步骤4.1 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

39、电加速度传感器放在梁的下面。 4.2 安装激振器将激振器固定在实验台基座上，并在简支梁上安装力传感器，通过螺杆将激振器与力传感器相连，并用螺母固紧，用专用连接线连接激振器和DH1301扫频信号源功率输出接口。4.3 连接仪器和传感器把加速度传感器输出信号接到数据采集分析仪的测试通道1-2；把速度传感器输出信号接到数据采集分析仪的测试通道1-3。4.4 仪器参数设置打开采集仪器的电源开关，开机进入DHDAS数据采集分析软件的主界面，设置采样频率500Hz、分析点数128，量程范围，输入加速度传感器、速度传感器的灵敏度。4.5 打开三个窗口，分别显示二个通道的时间波形信号、二通道频谱信号和频响函数

40、，并且加速度信号要经积分运算变换为速度信号。4.6 采集并显示数据 调节扫频信号源的输出频率，使隔振器产生共振。在各窗口中分别读取当前振动的最大值、频率值、振幅以及第一通道的峰值和第二通道的峰值。4.7 改变激振频率，分别测量、f=f0、 、时，上下传感器的振动幅度。4.8 根据所测幅值计算传动比和隔振效果隔振传动比：隔振效率：4.9 调节扫频信号源，设定起始频率1，结束频率200，扫频速度1。设置DHDAS软件平均方式为峰值保持，启动扫频信号源，同时开始采集，直到扫频结束，可得到频响函数曲线如图所示，将所得图形与图19-2相比较，并由图确定隔振器固有频率。图5-2五、实验步骤1、安装测量传感器、隔振器安装、激振器安装，扫频参数设定2 、启动测试与控制系统，进行隔振测量，记录测试数据；3、 对不同的隔振对象（现有隔振垫）进行测量分析，记录数据。六、实验结果和分析空气阻尼器隔振器被动隔振测试结果频率范围频率f第一通道振幅第二通道振幅传动比T隔振效率七、思考题1、如何评价隔振效率？2、针对常用隔振器和隔振垫，该如何使用才能起到隔振的效果专心-专注-专业