《机械振动基础实验指导书解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械振动基础实验指导书解析（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械振动基础实验实 验 指 导 书湖南工程学院机械工程学院20103目录振动教学实验系统组成及基本测试仪器的使用.2 实验一 用“双踪示波比较法”测量简谐振动的频率.11一、实验目的.11二、实验仪器及安装示意图.11三、实验原理.11四、实验方法及步骤.12五、实验结果与分析.13实验二 简谐振动的振幅的测量.14一、实验目的.14二、实验仪器及安装示意图.14三、实验原理.14四、实验方法及步骤.15五、实验结果与分析.15实验三 机械振动系统固有频率测量.16一、实验目的.16二、实验仪器及安装示意图.16三、实验原理.16四、实验方法及步骤.19五、实验结果与分析.19实验四 单自由度
2、系统有阻尼受迫振动.20一、实验目的.20二、实验仪器及安装示意图.20三、实验原理.20四、实验方法及步骤.22五、实验结果与分析.22振动教学实验系统组成及基本测试仪器的使用 INV1601型振动教学实验系统是一套集成化的振动测试实验系统，主要由三部分组成： 1、INV1601T型振动教学实验台（以下简称INV1601T实验台） 2、INV1601B型振动教学实验仪（以下简称INV1601B实验仪）及各种传感器 3、INV1601型DASP振动教学实验软件（以下简称INV1601型DASP软件） INV1601型振动教学实验系统方框图如下所示： 1INV1601T型振动教学实验台 该振动教
3、学实验台主要由弹性体系统、激振系统、隔振系统、阻尼和动力吸振器组成。弹性体系统包括简支梁、悬臂梁、等强度梁、圆板以及用于组成单自由度、二自由度和多自由度系统模型的质量块和钢丝。激振系统包括偏心电机激振、接触式激振器、非接触式激振器。隔振系统采用空气阻尼器进行隔振。阻尼采用的是油阻尼器。动力吸振采用的是可拆卸式复式吸振器，同时可以减小四个共振频率。以下对实验台的一些主要部件作详细说明。 1） 偏心电动机和调压器 单相交流串激整流式电动机带动偏心质量圆盘转动，偏心质量的离心惯性力产生振动。电动机采用50Hz单相电源供电，其转速随负载或电源电压的变化而变化。通过调压器改变电压的方法来调节电动机的转速
4、，使电动机转速可在04000转/分的范围内调节。产生不同频率的激振力。 2） JZ-1型电磁式激振器 使用这种激振器时，是将它放置在相对于被测试物体静止的台面上，并将顶杆顶在被测试物体的激振处，顶杆端部与被测试物体之间要有一定的预压力，使顶杆处于限幅器中间。激振前顶杆应处于振动的平衡位置。这样激振器的可动部分和固定部分才不发生相应的碰撞。 与电磁式激振器配套使用的仪器有信号发生器、功率放大器和直流稳压电源。（磁场采用永久磁铁产生时，激振器不需要直流电源。） 信号发生器是产生一定形式、一定频率范围和定大小振动信号的设备，并向多功能形式发展，即同一信号发生器可产生多种振动信号，如正弦、脉冲、随机和
5、瞬态随机等多种激振信号。 功率放大器是将信号发生器输出的电压信号进行放大，给激振器提供与电压信号成正比的电流，以使电磁式激振器产生符合要求的激振力。 电磁式激振器的优点是能获得较宽频带的激振力，即产生激振力的频率范围较宽。而可动部分质量较小，从而对被测物体的附加质量和附加刚度较小，使用也方便。因此，应用比较广泛，但这种激振器的缺点是不能产生太大的激振力。 技术指标：激振动频率范围： 10Hz - 1000Hz 最大激振力： 200g 最大行程： 1.5mm 使用方法：将激振器安装支架固定在实验台基座上，把激振器安装在支架上，并保证激振器顶杆对简支梁有一定的预压力（不要露出激振杆上的红线标识），
6、用专用连接线连接激振器和INV1601B型振动教学实验仪的功放输出接口。 3） INV型磁电式非接触式激振器 对于轻型结构、刚度很弱（如薄板）的试件，以能激起试件振动为前提，采用非接触式激振器激振为好。非接触式激振器主要由磁铁和绕在铁心上的线圈组成。线圈有两个，一个叫励磁线圈，它通以直流电流，产生恒定的偏置磁场；另一个为驱动线圈，它由外部信号源供给激励信号，当驱动线圈通以交变电流时，磁铁对试件就产生交变的吸力，从而激起试件的振动。 技术指标：激振力频率范围： 10Hz - 1000Hz 最大激振力： 100g 使用方法：将激振器安装在磁力表座上，根据被激振件的刚度调节激振器与被激振件的间隙。在
7、做实验时，还要根据被激振件的各阶固有频率随时调节激振器与被激振件的间隙。激振器连线接到INV1601B型振动教学实验放大仪的功放输出接口。 2INV1601B型振动教学实验仪性能及各种传感器 INV1601B型振动教学实验仪由双通道多功能振动测试仪、扫频信号发生器、功率放大器组成，并集成了数据采集器，可连接压电式加速度传感器、磁电式速度传感器和电涡流传感器，对被测物体的振动加速度、速度和位移进行测量。可将每个通道所测振动信号转换成与之相对应的05VAC电压信号输出，供计算机使用。扫频信号发生器的输出频率在手动档时，可通过旋钮在0.11000Hz范围内连续调节；在自动档时，可从10到1000Hz
8、自动变换，扫频时间可由电位器控制，3s240s连续可调，激振频率可由液晶显示器显示。功率放大器可直接与JZ-1型激振器或JZF-1非接触式激振器连接，对物体进行激振，其输出幅度可连续调节。 2.1 使用说明 2.1.1 “设置选择及参数选择”旋钮的意义及使用： 该旋钮是一个复用钮，既能旋转也可推压。当左右旋转时，上方的5个指示灯依次点亮。分别进入“1道”、“2道”、“显示”、“方式”、“扫频”等5个设置状态。使用推压功能时，则分别进入“1道”、“2道”、“显示”、“方式”、“扫频”5个设置状态的下一级子菜单。 “1道”、“2道”灯亮：表示参数选择进入对1通道或2通道的设置状态。此时，通过推压该
9、旋钮可以选择加速度计，速度计或位移计测量。其中，选择加速度计及速度计测量时，通过内部的微积分电路又可分别选择测量加速度，速度或位移。推压该旋钮时，对应档的灯会点亮。 “显示”灯亮：推压该旋钮时，“Hz”、“mA”、“s”，灯循回点亮，分别表示显示窗内显示的为信号源（即功放）的频率，功放的负载电流或自动扫频时的扫频周期（秒），扫描周期可在3240秒范围内连续可调。 “方式”灯亮：推压该旋钮时，可选择方式框内“恒压”、“恒流”两方式。实际上，通过“功率幅度调节”电位器，可随时调节输出功率的大小。“恒压”、“恒流”方式的意义是：当“功率幅度调节”电位器不动时，用手动或自动方式改变频率，使功率负载上的
10、电流或电压保持恒定。当功放工作在恒压状态时，采用电压负反馈。这样，在振动信号的频率发生变化时，功率负载上的电压是恒定的。在恒流状态时，采用电流负反馈。当频率变化时，通过功率负载上的电流是恒定的。这一点很有意义。因为激振器上输出力的大小，是和流经激振器内线圈中的电流大小成正比的。也就是说，当频率变化时，只要驱动激振器的电流恒定，那么，激振力也恒定。根据f=ma，当质量m不变时，只要激振力f保持恒定，那么，加速度也保持恒定。这样，就可实现恒加速度扫频。 “扫频”灯亮：推压该旋钮时，可选择扫频框内“手动”、“自动”两种方式。 2.1.2 “频率周期及步进”旋钮的意义及使用： 该旋钮也是一个复用钮，既
11、能旋转也可推压。旋转该钮时，可以改变手动扫频时的频率或自动扫频时的扫频周期。 注意：这时，只有在“设置选择及参数选择”旋钮设置在“显示”状态时才可以在面板表头上看到变化的频率或周期值。推压该钮时，步进值会依次从个位变化到十位，再到百位。选中的数码管会不断闪动。步进值在哪位闪动，频率或周期的变化从哪位开始。 注意：该钮还有一个锁定功能。当持续按压该钮3秒钟，机内的蜂鸣器发出连续两声嘀嘀声，表示锁定功能有效。这时，“设置选择及参数选择”及“频率周期及步进”两旋钮被锁定。再持续按压该钮3秒钟，机内的蜂鸣器发出连续两声嘀嘀声，表示解锁成功。 2.2.3 “功率幅度调节”旋钮调整输出功率的大小 注意： 1. 每次使用完
