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。

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振动力学实验报告

学院：___________________

班级：___________________

学号：___________________

姓名：___________________

山东科技大学
单自由度系统振动实验报告

实验者姓名：________    院系：_______系_______专业_______班_______组

实验日期：  ________年________月________日

自由振动法测量单自由度系统的参数

一、实验目的

二、实验对象和装置

三、实验步骤

四、实验数据记录和整理

  1、无阻尼单自由度自由振动系统实验测量：

计算单自由度振动的振动频率、周期、固有频率、衰减系数、相对阻尼系数周期、频率和阻尼系数：

2、有阻尼单自由度自由振动系统实验测量：

计算单自由度振动的振动频率、周期、固有频率、阻尼系数、相对阻尼系数：

五、简答

1、上述无阻尼自由振动实验中，为什么振动曲线呈现衰减状态？

2、简述阻尼对于自由振动周期、频率的影响。

用冲击激励法测量系统的频率响应函数

实验者姓名：________    院系：_______系_______专业_______班_______组

实验日期：  ________年________月________日

一、实验目的

二、实验对象和装置

 

三．实验步骤

四、实验数据记录和整理

  1、无阻尼单自由度自由振动系统实验测量：

2、有阻尼单自由度自由振动系统实验测量：

五、简答

1、力锤施加力的大小是否影响单自由度系统的振动频率和阻尼，为什么？

2、实验过程中，力锤敲击质量块时应注意什么？

用稳态激扰法测量单自由度系统的频率响应函数

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机械振动基

实验报告

机械0814   中南大学

机械振动实验报告

姓名：   学号： 0806081529  成绩：      指导教师隆志力   

 

 

机械振动实验报告

姓名：周菁  学号： 0806081529  成绩：      指导教师隆志力   

 

 

 

机械振动实验报告

姓名：周菁  学号： 0806081529  成绩：      指导教师隆志力    

 

 

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【实验数据记录、实验结果计算】

1.测量弹簧的倔强系数

（1）弹簧一

表一 测量弹簧1倔强系数数据

 (2) 弹簧二

表二 测量弹簧2倔强系数数据

2、研究系统周期T与物体质量M的关系

（1）导轨水平情况下：

表三 测量物体质量M与振动周期T的原始数据 水平放置

根据图像保留了所有数据点，得到图像如下：

结论：由图中可以看出，系统周期T与物体质量M近似成正比关系。这与理论公式

的结论是相符的。

（2）导轨倾斜一定角度的情况下：

倾斜角度1

L₁=86.5cm  h₁=1.989cm  α₁=arctan(h/L)=1.32°

表四 测量物体质量M与振动周期T的原始数据 倾斜角度1

根据图像保留了所有数据点，得到图像如下：

倾斜角度2

L₂=86.5cm  h₂=3.989cm  α₂=arctan(h/L)=2.64°

表四 测量物体质量M与振动周期T的原始数据 倾斜角度2

根据图像保留了所有数据点，得到图像如下：

结论：可见倾斜角度对周期并无大的影响。

【对实验结果中的现象或问题进行分析、讨论】

在测量物体振动周期与质量的关系实验中，最后求得的斜率值基本与理论值相符，但是有效质量误差较大，原因有可能是滑块与导轨摩擦力的影响，也有可能是弹簧本身在实验中受到重力，一部分分量加大了拉力，使得最终的结果比理论值三分之一偏大。

【思考题解答】

1、实验前如何调整气垫导轨的水平：

答：首先进行目测调平，根据人眼的观察使导轨大致水平。之后再使用滑块通过两个光电门，通过读取电脑计时器计算出的加速度精巧调节，使加速度尽可能趋于零。

2、改变气垫导轨倾角时，振子的振动周期有变化吗？为什么？

答：没有变化, 由于只是振子的平衡位置改变了,所以根据周期公式, 周期与倾角无关。

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实 验 报 告

班级 姓名 学号

日期 室温 气压 成绩 教师 实验名称 弦 振 动 研 究

【实验目的】

1. 了解波在弦上的传播及驻波形成的条件

2. 测量不同弦长和不同张力情况下的共振频率

3. 测量弦线的线密度

4. 测量弦振动时波的传播速度

【实验仪器】

弦振动研究试验仪及弦振动实验信号源各一台、双综示波器一台

【实验原理】

驻波是由振幅、频率和传播速度都相同的两列相干波，在同一直线上沿相反方向传播时叠加而成的特殊干涉现象。

当入射波沿着拉紧的弦传播，波动方程为

y?Acos2??ft??

?? 当波到达端点时会反射回来，波动方程为 y?Acos2??ft?x

式中，A为波的振幅；f为频率；?为波长；x为弦线上质点的坐标位置，两拨叠加后的波方程为

y?y1?y2?2Acos2?x

?cos2?ft x这就是驻波的波函数，称为驻波方程。式中，2Acos2??是各点的振幅 ，它只与x有关，

即各点的振幅随着其与原点的距离x的不同而异。上式表明，当形成驻波时，弦线上的各点作振幅为2Acos2?x

?、频率皆为f的简谐振动。 令2Acos2?x

??0，可得波节的位置坐标为

x???2k?1?

令2Acos2??4 k?0,1,2? x

??1，可得波腹的位置坐标为

x??k?

2 k?0,1,2?

相邻两波腹的距离为半个波长，由此可见，只要从实验中测得波节或波腹间的距离，就可以确定波长。

在本试验中，由于弦的两端是固定的，故两端点为波节，所以，只有当均匀弦线的两个固定端之间的距离（弦长）L等于半波长的整数倍时，才能形成驻波。

n?2L 或 ?? n?0,1,2? 2n

式中，L为弦长；?为驻波波长；n为半波数（波腹数）。 既有 L?

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振动力学实验报告

学院：___________________

班级：___________________

学号：___________________

姓名：___________________

山东科技大学
单自由度系统振动实验报告

实验者姓名：________    院系：_______系_______专业_______班_______组

实验日期：  ________年________月________日

自由振动法测量单自由度系统的参数

一、实验目的

测量系统自由振动的衰减曲线，并对曲线进行时域分析，确定其振动频率、周期、固有频率、衰减系数、相对阻尼系数等参数.

二、实验对象和装置

三、实验步骤

  1:将系统安装成单自由度无阻尼系统,在质量块的侧臂安装一个"测量平面".

  2:将电涡流传感器对准该平面，进行初始位置的调节.

  3:用手轻推质量块，采集一段信号,计算振动频率、周期、固有频率、衰减系数、相对阻尼系数等参数。

  4:将系统安装成单自由度有阻尼系统,重做上面试验。

四、实验数据记录和整理

  1、无阻尼单自由度自由振动系统实验测量：

计算单自由度振动的振动频率、周期、固有频率、衰减系数、相对阻尼系数周期、频率和阻尼系数：

2、有阻尼单自由度自由振动系统实验测量：

计算单自由度振动的振动频率、周期、固有频率、阻尼系数、相对阻尼系数：

五、简答

1、上述无阻尼自由振动实验中，为什么振动曲线呈现衰减状态？

2、简述阻尼对于自由振动周期、频率的影响。

计算公式：

对数衰减比

则有：   

而 为衰减振动的周期， 为衰减振动的频率， 为衰减振动的圆频率。

衰减振动的响应曲线上可直接测量出δ、，然后根据可计算出n；计算出p；可计算出ξ；计算出r；计算出无阻尼时系统的固有频率；计算出无阻尼时系统的固有周期。
用冲击激励法测量系统的频率响应函数

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梁的振动实验报告

姓名：

学号：

 组员：

能源与动力学院

20##年12月

一．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。

二．实验内容

对两端固支、一端固支一端铰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。

三．实验原理

1、固有频率的测定

两端固支梁作为连续体的固有振动，其固有频率为：

，

其一、二、三、四阶时，

一端铰支一端固支梁的固有频率为：

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=620mm, 宽b=56mm, 厚度h=6mm.

材料参数：   45＃钢，弹性模量E＝210 (GPa), 密度＝7800 (Kg/m³)

             横截面积：A＝3.36*10^-4 (m²),

             截面惯性矩：J＝=1*10^-9(m⁴)

则梁的各阶固有频率即可计算出。

2、实验简图

图1 固支梁实验简图

图2固支-铰支梁实验简图

四．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分别为固支和铰支梁的实验装置图。图5为YE6251数据采集仪。

图3 固支梁实验装置图

图4 铰支梁实验简图

图5  YE6251数据采集分析系统

 五.实验步骤

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