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1、大连理工大学基础力学实验中心 实验基础 n常用数据处理工具 n计量基础 n数值修约规则 n误差分析 大连理工大学基础力学实验中心 常用数据处理工具 p常用的数据处理工具 调查表 因果图 分层法 排列图 直方图 控制图 大连理工大学基础力学实验中心 p调查表 是对数据进行收集整理和初步分析的基本 工具 特别是在进行开拓性的试验时，这个显得 尤为重要 对所进行的试验有一个清晰的认识是决定 试验成败的关键 比如：尺寸调查表 大连理工大学基础力学实验中心 p因果图 也称为鱼骨图或树枝图，因其形似而得名 这是一种逐步深入研究和分析问题的图示 方法 它将与结果有关的所有因素按照因果次序 加以排列同一张图上
2、，系统而又全面完整 有利于分清主次，找到解决问题的方法 大连理工大学基础力学实验中心 大连理工大学基础力学实验中心 p常用数据处理软件 Origin MATLAB SPSS Excel 大连理工大学基础力学实验中心 p常用数据处理软件功能比较 分析功能ExcelOriginMATLABSPSS 二维图形强强弱弱 三维图形无强弱无 数据插值无强强无 回归分析强弱强强 函数拟合强强强无 方差分析弱强弱强 估计分析无无强弱 假设检验弱无无强 非参数检验无无无强 相关分析弱无弱强 傅里叶分析弱弱强无 滤波分析无弱强无 大连理工大学基础力学实验中心 p计量基础 国际单位制（SI）基本单位 长度 m 质量
3、 kg 时间 s 电流 A 热力学温度 K 光强度单位 cad 物质的量 mol 辅助单位 平面角弧度 rad 立体角球面度 Sr 大连理工大学基础力学实验中心 十进位制词头 109 G 106 M 103 k 102 h 101 da 10-1 d 10-2 c 10-3 m 10-6 大连理工大学基础力学实验中心 p修约间隔的确定 一般为10n（n为整数），或指明将数值修约到n位 小数 p进舍规则 四舍六入五考虑，五后非零就进一，五后皆零看 奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇要进一 负数修约时，先将它的绝对值按规则修约，然后 在修约值前面加上负号 拟修约数字应在确定修约间隔或指定修约位数后 一
4、次修约获得结果，而不得多次连续修约 数值修约规则 GB/T8170 大连理工大学基础力学实验中心 p0.5单位修约 将拟修约数值X乘以2，按指定修约间隔对2X依 上述规则修约，得数值（2X修约值）再除以2 p0.2单位修约 将拟修约数值X乘以5，按指定修约间隔对5X依 上述规则修约，得数值（5X修约值）再除以5 大连理工大学基础力学实验中心 p计算过程中数字位数的选择 加减运算中，有效数字以小数点位数最少的为准 。在运算量大的计算中，为使误差不迅速积累， 可多取一位有效数字 乘除运算中，有效数字以最少有效数字位数为准 ，其余各数字均凑成比该因子多一个数字，而与 小数点位值无关，计算结果应保留的
5、位数与原来 数字中有效数字最少的那个相同或多一位 在平均值计算中，若有4个或多于4个数取平均， 则平均数的有效位数可增加1位 常数e、等的有效位数，需要几位取几位 大连理工大学基础力学实验中心 将数平方或开方后，结果可比原数多保 留一位或相同 同时需要进行几种运算时，对需要做中 间运算的数字所保留的位数，应比单一运 算时所应保留的位数多一位 对于采用计算器或计算机进行计算，运 算过程中不需要凑整，但是运算结果必须 按照数据修约规则正确处理 大连理工大学基础力学实验中心 p误差定义 对一个物理量测量后，测量结果与该物理量真 实大小之间的差异。不能完全消除，只能减小和 削弱 误差与真实值之比称为实
6、际相对误差，因测量 值与真实值接近，故也可以把误差与测量值之比 作为标称相对误差 在实际工程中，对于测量传感器的精度等级一 般是采用额定相对误差表示。额定相对误差为量 程范围内最大测量误差与仪器满量程值之比 误差分析 大连理工大学基础力学实验中心 p误差的来源 设备误差 按来源分为 标准器误差； 仪表误差 ； 附件误差 按表现形式分为： 机构误差； 调整 误差； 量值误差 环境误差 人员误差 方法误差 大连理工大学基础力学实验中心 p误差的种类 按产生的原因和性质分为：随机误差（或称偶然误差） 、系统误差、粗差（或称过失误差） 系统误差 系统误差服从某一确定的规律。它引起平均值对真值的 偏离，
7、决定着测量结果的准确度 系统误差主要由仪器校准误差、实验条件、个人误差等 因素引起，可分为定值系统误差和变值系统误差两大类 定值系统误差：在整个测量过程中，误差大小和方向始 终不变。如定值量具的偏差、计量器具的零位误差等 变值系统误差：在整个测量过程中，误差大小和方向按 确定的规律变化 大连理工大学基础力学实验中心 粗大误差 明显超出确定条件下预期的误差 粗大误差往往是由于人工疏忽或环境的干扰造成的，所 以也称疏失误差或粗差 随机误差 在实际情况相同的条件下，多次测量同一量时，绝对值 和符号以不可预定方式变化的误差，称之为随机误差 随机误差是判断误差、环境条件的变化于扰等许多因素 共同影响的结
8、果 大连理工大学基础力学实验中心 p粗差剔除准则 3准则（莱因达准则） n10，Ti-T均值3，剔除 肖维勒准则 fn是n的函数,Ti-T均值fn，剔除 格拉布斯准则 (Ti-T均值)/= g(n,a)，a为显著性水平 有严格概率含义，推荐使用 迪克松（Dixon）准则 采用极差比，数据从小到大排列 大连理工大学基础力学实验中心 p粗差剔除注意事项 剔除可疑数据时，首先应对样本观测值中的最小值和 最大值进行判断，因为这两个值极有可能是可疑数据 可疑数据每次只能剔除一个，然后按剩下的样本观测 值重新计算，再做第二次判断，如此逐个地剔除，直到 所有剩下的值不再是可疑数据为止。不允许一次同时剔 除多
9、个样本观测值 采用不同准则对可疑数据进行判断时，可能会出现不 同结论，此时要对所选用准则的适用范围，给定的检验 水平的合理性，以及产生可疑数据原因等作进一步分析 大连理工大学基础力学实验中心 p试验设计具备的条件 理论基础 试验方法 熟练操作 大连理工大学基础力学实验中心 振动理论公式 幅频特性（单自由度系统） 大连理工大学基础力学实验中心 消除震源：干扰力的存在导致强迫振动，消除振 动的根本办法是消除干扰力的来源。 避开共振区：使系统的固有频率远离开干扰力的 频率，确保系统不在共振区内工作。 增大阻尼：阻尼对受迫振动的振幅值有抑制作用 ，在共振区内，阻尼明显使振幅值下降。 动力消振器 利用两
10、个自由度系统受迫振动的原理，使某个附属 系统产生振动，以减轻主要设备的振动。 工程中利用强迫振动理论进行消震或减振的方法 大连理工大学基础力学实验中心 消除震源 避开共振区 增大阻尼 能量转化，一般是通过热能释放动能 动力吸振器 能量转移 减振原理 大连理工大学基础力学实验中心 单式动力吸振器力学模型 大连理工大学基础力学实验中心 吸振器 方程特解： 大连理工大学基础力学实验中心 吸振器 无量纲转换 大连理工大学基础力学实验中心 吸振原理 单式动力吸振器吸振传递曲线图 1 1 0 大连理工大学基础力学实验中心 实验设计与实验验证 p自己设计、自己实现 设计一基本系统 改变条件 与原系统的振幅相比较 （至少减少了70） 是否达到减振目的 大连理工大学基础力学实验中心 现有仪器设备 大连理工大学基础力学实验中心 现有仪器设备 大连理工大学基础力学实验中心 现有仪器设备 大连理工大学基础力学实验中心 现有仪器设备 大连理工大学基础力学实验中心 工程案例！ 汽车发动机仓隔震垫，隔噪振动热 大连理工大学基础力学实验中心 工程案例！ 汽车车顶阻尼减振,抑制车身钢板共振
