实验一：振动系统固有频率的测试

一．  实验目的

1、学习振动系统固有频率的测试方法；

2、学习共振动法测试振动固有频率的原理与方法；（幅值判别法和相位判别法）

3、学习锤击法测试振动系统固有频率的原理与方法；（传函判别法）

二．  实验原理

 (一)、对于振动系统，经常要测定其固有频率，最常用的方法就是用简谐力激振，引起系统共振，从而找到系统的各阶固有频率。

（二）、相位判别法，相位判法是根据共振时特殊的相位值以及共振动前后相位变化规律所提出来的一种共振判别法。在简谐力激振的情况下，用相位法来判定共振是一种较为敏感的方法，而且共振是的频率就是系统的无阻尼固有频率，可以排除阻尼因素的影响。

若激振信号为：F = F sin wt 位移信号为： y = Y sin(wt -j )

速度信号为：  =wY cos(wt -j ) 加速度信号为： = -w2Y sin(wt -j)

（1）、位移判别共振：激振信号为：F = F sin wt  位移信号为： y = Y sin(wt -j )

当w 略大于w n或略小于w n时，图象都将由正椭圆变为斜椭圆，因此图象图象由斜椭圆变为正椭圆的频率就是振动体的固有频率。

       （2）、速度判别共振：激振信号为：F = F sin wt，速度信号为：  =wY cos(wt -j )

当w 略大于w n或略小于w n时，图象都将由直线变为斜椭圆，因此图象由斜椭圆变为直线的频率就是振动体的固有频率。

      （3）、加速度判别共振：激振信号F = F sin wt，加速度信号= -w2Y sin(wt -j)

共振时，屏幕上的图象应是一个正椭圆。因此图象由斜椭圆变为正椭圆的频率就是振动体的固有频率。

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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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弦振动试验

一、实验目的

1．观察在弦线上形成的驻波

2．用弦驻波法测量张紧弦线上驻波的波长

3．研究弦线上张力与弦线上驻波波长之间的关系；

4．研究均匀弦线横波的传播速度与张力、弦线密度之间的关系

二、数据处理

1．在张力一定的条件下（加9个砝码），求波的传播速度

2.求横波的波长与弦线中的张力的关系

 由以上可知，波长的对数和张力的对数成线性关，且相关的线性方程是：Y=0.0035X+1034543.

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振动试验测试报告

² 试验产品：

************

² 采用标准：

IEC61373:2010Railway Applications-Rolling Stock Equipment-Shock and Vibration Tests

² 试验环境：

温度15℃-35℃ 相对湿度45％RH-75％RH 气压86kPa-106kPa

² 试验仪器：

1、振动冲击试验台（设备编号：********）

² 检测项目及技术要求：

² 试验步骤：

 1、试验前测试产品**********所有功能正常，确认产品合格。

 2、将待试验****安装于专用固定夹中，确保放置牢固，并安装于测试平台上（如图）。

3、按试验标准要求输入试验条件，确认进行试验。

通道参数

振动台参数

控制参数

谱设置

进度表

试验日志

试验谱图

² 试验结论：

1、检查试验***********外观，无损坏和螺丝松动等缺陷。

2、测试系统功能，能够保持正常使用功能。

3、综上所述，本次测试产品*******符合振动测试标准要求。

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转子实验报告

测量和分析参数:

通道数: 4 ; 采样频率: 2048Hz ; dt: 0.488281ms

数字跟踪滤波设置：不滤波

通道参数

表1: 通道参数

结果图形:

转子实验报告

测量和分析参数:

通道数: 4 ; 采样频率: 2048Hz ; dt: 0.488281ms

数字跟踪滤波设置：不滤波

通道参数

表1: 通道参数

结果图形:

转子实验报告

测量和分析参数:

通道数: 4 ; 采样频率: 2048Hz ; dt: 0.488281ms

数字跟踪滤波设置：不滤波

通道参数

表1: 通道参数

结果图形:

小结
　　　本次实验为DASP（柔性转子实验），实验的目的是为了：①了解轴系挠度曲线与转子转速变化关系；②观察转子在临界速度时的振动现象，振动幅值的变化情况；③测出临界转速下柔性转子的一阶振型。
　　　本次实验的变量为柔性转子不同转数500r/min、1000r/min、1500r/min，其余为不变量。通过实验所生成的图表，可以直观明了的看到，随着转数的增加，柔性转子的轴心轨迹由橄榄形（500r/min）→蝌蚪形（1000r/min）→包子形（1500r/min）。而其水平、垂直位移的波形曲线也变的紧促、光滑和圆润。
　　　通过本次实验，可以为摩托车发动机轴系结构的振动问题的研究，提供一定事实依据。也为我们研究此类问题做了一个很好的铺垫。
　　　本次实验的实验仪器和设备为重庆科技学院提供，来源于东方振动和噪声技术研究所INV1612型（多功能柔性转子实验系统）。


小结
　　　本次实验为单通道频谱分析，实验的目的是为了研究不同频率段的简支梁的振动情况。同时，测出此简支梁的共振点。
　　　本次实验的变量为不同频率40Hz、45Hz、50Hz，其余为不变量。实验中，主要测得了在不同频率的振动下的加速度、速度、位移，从而直观的反应出不同频率下的振动的能量的大小。从实验的图形结果分析，可知在不同频段下的振幅表现为正态分布的特点。在梁的共振频率段的振幅表现的最为强烈，而在低于或高于共振频率段的振动能量呈现出衰减的事态。
　　　通过本次实验，可以为摩托车车架结构的振动问题的研究，提供一定事实依据。也为我们研究此类问题做了一个很好的铺垫。
　　　本次实验的实验仪器和设备为重庆科技学院提供，来源于东方振动和噪声技术研究所INV1601型（振动与控制教学实验系统）。

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公司名称（标志）

编号：xxx-SYBG-xxx

试验报告

共   页

二〇   年   月

试验报告

1     引用

下列文件中的条款通过本报告的引用而成为本报告的条款。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本报告。

2     试验条件

试验样品名称：

试验样品型号（图号）：

试验样品数量：

振动方向：X、Y、Z三个轴向

试验时间：30min/轴向

振动频谱图：

3     试验方法

                           1)       初始测试；

                           2)        

4     合格判定

初测、最终测试（中间测试）满足要求，无器件掉落……虚焊为合格。

5     试验记录

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实验四：隔振减振实验

一、实验目的

1、学习隔振减振的基本知识；

2、学些隔振减振的基本原理；

3、了解隔振减振效果的测量；

4、判断系统隔振减振的有效工作频段；

二、实验仪器

1、ZJY-601T型振动教学实验台、偏心电机、激振器。

2、空气阻尼器（图1）、动力减振器（图2）。

                            

             图1 空气阻尼器                                  图2 动力减振器

三、实验要求

利用实验室提供的减振隔振设备，设计一到两种隔振或减振方案（从被动隔振、主动隔振、单式动力减振和复式动力减振中任选），测量所选择方案的隔振效果以及有效的工作频段。必须提供安装示意图，实验原理，详细的实验步骤以及数据记录和分析结果。

四、实验仪器安装示意图

五、实验原理

隔振的作用有两个方面：一是减少振源振动传至周围环境；二是减少环境振动对物体或设备的影响。原理是在设备和底座之间安装适当的隔振器，组成隔振系统，以减少或隔离振动的传递。有两类隔振，一是隔离机械设备通过支座传至地基的振动，以减少动力的传递，称为主动隔振；另一种是防止地基的振动通过支座传至需保护的精密设备或仪表仪器，以减小运动的传递，称为被动隔振。

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