简支梁振动系统动态特性综合测试课程设计.doc

测试技术综合课程设计报告
题目:简支梁振动系统动态特性综合测试

设计人
学号
指导教师
学院
专业
班级
2013年2月25日——2013年3月15日
目录
设计题目…………………………………………………………………2
设计任务…………………………………………………………………2
所需器材…………………………………………………………………2
实验内容…………………………………………………………………2
…………………………………………2
……………………………………………2
……………………………………………4
……………………8
、速度、加速度之间的关系…………………10
…………………………………………………12
………………………………………17
参考文献…………………………………………………………………21
心得体会…………………………………………………………………21
教师评语…………………………………………………………………22
设计题目
简支梁振动系统动态特性综合测试方法。
设计任务
掌握仪器设备的使用方法及测试系统的安装和调试。
掌握多种测量简谐振动频率的方法。
掌握位移、速度、加速度的测定方法,并能确定它们之间的关系。
掌握谱分析方法及他们的应用条件,并能分析频谱图。
掌握吸振、隔振的方法,并能计算效率。
所需器材
振动实验台、激振器、加速度传感器、速度传感器、位移传感器、力传感器、扫描信号源、动态分析仪、力锤、质量块、空气阻尼器、单式吸振器。
实验内容
、简谐振动固有频率的测量
对于简谐振动固有频率的测量我们在本设计中应用了三种方法,分别是利用振动传感器共振法来进行固有频率的测量,利萨如图的方法来测定固有频率,利用系统自由衰减振动测定固有频率。

(1)实验装置图:
(-1实验装置图)
(2)实验原理:
对于振动系统测定其固有频率,常用简谐力激振,引起系统共振,从而找到系统的各阶固有频率。在激振功率输出不变的情况下,由低到高调节激振器的激振频率,通过振动曲线,我们可以观察到在某一频率下,任一振动量(位移、速度、加速度)幅值迅速增加,这就是机械振动系统的某阶固有频率。
(3)实验方法:
①安装仪器
把接触式激振器安装在支架上,调节激振器高度,让接触头对简支梁产生一定的预压力,使激振杆上的红线与激振器端面平齐为宜,把激振器的信号输入端用连接线接到DH1301扫频信号源的输出接口上。把加速度传感器粘贴在简支梁上,输出信号接到数采分析仪的振动测试通道。
②开机
打开仪器电源,进入DAS2003数采分析软件,设置采样率,连续采集,输入传感器灵敏度、设置量程范围,在打开的窗口内选择接入信号的测量通道。清零后开始采集数据。
③测量
打开DH1301扫频信号源的电源开关,调节输出电压,注意不要过载,手动调节输出信号的频率,从0开始调节,当简支梁产生振动,且振动量最大时(共振),保持该频率一段时间,记录下此时信号源显示的频率,即为简支梁振动固有频率。继续增大频率可得到高阶振动频率。
所得图形及数据分析:
(-2:幅频特性曲线)
由幅频特性曲线可得到的数据:
-1:实验所得数据
阶数
一阶
二阶
三阶
固有频率(Hz)



幅值(mv)



由此可以得出该振动系统的一阶、二阶、三阶频频率。

实验装置
(-1实验装置图)
实验原理
利萨如图是把两个传感器测得的信号,一个作为X轴一个作为Y轴进行合成得到的图形。互相垂直,不同频率的振动的合成,显示出复杂的图形,一般情况下,图形是不稳定的,当两个振动的频率成整数比时,它们就合成了较稳定的图形
为简单起见,以两个振动方向互相垂直的简谐振动的合成进行讨论。设两个振动波形方程为:
x=A1 cos(ω1t + φ1);y=A2 cos(ω2t + φ2)
其合成波形的方程式为:
ω1=2πf1 ,ω2=2πf2
当ω1 ≠ω2 、A2 = A1 、φ2 –φ1 =φ时
例如:ω2 =2ω1和ω2 =3ω1 ,φ=00 ,450 (3150),900(2700),1350(2250),1800时利萨如图形,如下图所示