《阻尼振动实验报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《阻尼振动实验报告（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、阻尼振动实验报告阻尼振动实验报告篇一：阻尼振动与受迫振动实验报告阻尼振动与受迫振动实验报告工程物理系 核 41 崔迎欢 XX011787 一实验名称：阻尼振动与受迫振动 二实验目的1 观测阻尼振动，学习测量振动系统基本参数的方法； 2 研究受迫振动的幅频特性和相频特性，观察共振现象； 3 观测不同阻尼对受迫振动的影响。 三.实验原理1 有粘滞阻尼的阻尼振动弹簧和摆轮组成一振动系统，设摆轮转动惯量为 J，粘滞阻尼的阻尼力矩大小定义为角速度 d/dt 与阻尼力矩系数 的乘积，弹簧劲度系数为 k，弹簧的反抗力矩为-k。忽略弹簧的等效转动惯量，可得转角 的运动方程为d2?d?J2?k?0 dtdt记
2、0 为无阻尼时自由振动的固有角频率，其值为0k/J ，定义阻尼系数 =/（2J） ，则上式可以化为：d2?d?2?k?0 2dtdt2小阻尼即?2?0?0 时，阻尼振动运动方程的解为?t?iexp(?t)cos?i （*） ?由上式可知，阻尼振动角频率为?d?阻尼振动周期为 Td?2?2 周期外力矩作用下受迫振动的解在周期外力矩 Mcost 激励下的运动方程和方程的通解分别为dd2?d?J2?k?Mcos?t dtdt?t?iexp?t?cos?i?mcos?t?这可以看作是状态（*）式的阻尼振动和频率同激励源频率的简谐振动的叠加。一般 t 后，就有稳态解?t?mcos?t?稳态解的振幅和相位
3、差分别为?m?arctan2?22?0?其中， 的取值范围为（0，） ，反映摆轮振动总是滞后于激励源支座的振动。3 电机运动时的受迫振动运动方程和解弹簧支座的偏转角的一阶近似式可以写成?t?mcos?t式中 m是摇杆摆幅。由于弹簧的支座在运动，运动支座是激励源。弹簧总转角为?t?mcos?t。于是在固定坐标系中摆轮转角 的运动方程为d2?d?J2?k?mcos?t?0 dtdt也可以写成d2?d?J2?k?k?mcos?t dtdt于是得到2?m?由 m 的极大值条件?m?0 可知，当外激励角频率?m 有极大值系统发生共振，?，称为阻尼比。引入参数?0?于是，我们得到?m?arctan 四 实
4、验仪器：2?0?1?0?波2耳振动仪 五实验步骤。1 打开电源开关，关断电机和闪光灯开关，阻尼开关置于“0”档，光电门 H、I 可以手动微调，避免和摆轮或者相位差盘接触。手动调整电机偏心轮使有机玻璃转盘 F 上的 0 位标志线指示 0 度，亦即通过连杆 E 和摇杆 M 使摆轮处于平衡位置。染货拨动摆轮使偏离平衡位置 150 至 200 度，松开手后，检查摆轮的自由摆动情况。正常情况下，振动衰减应该很慢。 2 开关置于“摆轮” ，拨动摆轮使偏离平衡位置 150 至 200 度后摆动，由大到小依次读取显示窗中的振幅值 j；周期选择置于“10”位置，按复位钮启动周期测量，体制时读取数据 10Td。并
5、立即再次启动周期测量，记录每次过程中的 10Td 的值。（1）逐差法计算阻尼比 ；（2）用阻尼比和振动周期 Td 计算固有角频率 0。3. 依照上法分别测量阻尼（1、2）两种阻尼状态的振幅。求出 、Q。 4. 开启电机开关，置于“强迫力” ，周期选择置于“1” ，调节强迫激励周期旋钮以改变电机运动角频率 ，选择 2 和 4 两种阻尼比，测定幅频和相频特性曲线；每次调节电机状态后，摆轮要经过多次摆动后振幅和周期才能稳定，这时再记录数据。要求每条曲线至少有 12 个数据点，其中要包括共振点，即=/2 的点。六实验结果1 测量最小阻尼时的阻尼比 和固有角频率 0。拟合直线得 b=-0.0096 ,
6、由 b?2?Sb=3.1*10(-5)?2?1?0.5得到：=（1.52790.0011）*10(-5)Td=1.44524s,=1/=-Td/b=151.02s Q=1/2=327.22 测量其他 2 种阻尼状态的振幅，求出 、Q。 阻尼档为 3：b=-0.097884619 Sb=0.000657603 =1.558*10(-2),=(15.58000.0016)*10(-3) Td=1.444s 0=4.352/s=1/=-Td/b=14.75s Q=1/2=32.1阻尼档为 4 时：b=-0.128536508 Sb= 0.000738915 =0.02045=(20.45000.00
7、24)*10(-3) Td=1.444s 0=4.352/s=1/=-Td/b=11.23s Q=1/2=24.453 测定受迫振动的幅频特性和相频特性曲线。阻尼档为 3 时 =1/=0.068， 阻尼档为 4 时=1/=0.089 篇二：阻尼振动和受迫振动实验报告阻尼振动和受迫振动实验报告工程物理系 郑吉家 XX011785 一、实验目的 1.观测阻尼振动，学习测量振动系统基本参数的方法；2.研究受迫振动的幅频特性和相频特性，观察共振现象； 3.观(转自：wWw.XiAocAoFanWeN.cOm 小 草 范文网:阻尼振动实验报告)测不同阻尼对受迫振动的影响。二、实验原理 1.有粘滞阻尼的阻
8、尼振动弹簧和摆轮组成一振动系统，设摆轮转动惯量为 J，粘滞阻尼的阻尼力矩大小定义为角速度 d/dt 与阻尼力矩系数 的乘积，弹簧劲度系数为 k，弹簧的反抗力矩为-k。忽略弹簧的等效转动惯量，可得转角 的运动方程为d2?d?J2?k?0 dtdt记 0 为无阻尼时自由振动的固有角频率，其值为0k/J ，定义阻尼系数 =/（2J） ，则上式可以化为：d2?d?2?k?0 dt2dt2小阻尼即?2?0?0 时，阻尼振动运动方程的解为?t?iexp(?t)cos?i （*）?由上式可知，阻尼振动角频率为?d?阻尼振动周期为 Td?2?d2.周期外力矩作用下受迫振动的解在周期外力矩 Mcost 激励下的
9、运动方程和方程的通解分别为d2?d?J2?k?Mcos?t dtdt?t?iexp?t?cos?i?mcos?t?这可以看作是状态（*）式的阻尼振动和频率同激励源频率的简谐振动的叠加。一般 t 后，就有稳态解?t?mcos?t?稳态解的振幅和相位差分别为?m?arctan2?22?0?其中， 的取值范围为（0，） ，反映摆轮振动总是滞后于激励源支座的振动。3.电机运动时的受迫振动运动方程和解弹簧支座的偏转角的一阶近似式可以写成?t?mcos?t式中 m是摇杆摆幅。由于弹簧的支座在运动，运动支座是激励源。弹簧总转角为?t?mcos?t。于是在固定坐标系中摆轮转角 的运动方程为d2?d?J2?k?
10、mcos?t?0 dtdt也可以写成d2?d?J2?k?k?mcos?t dtdt于是得到2?m?由 m 的极大值条件?m?0 可知，当外激励角频率?系统发生共振，m 有极大值?，称为阻尼比。引入参数?0?于是，我们得到?m?arctan 2?0?1?0? 2三、实验仪器 波尔共振仪 四、实验步骤 1.打开电源开关，关断电机和闪光灯开关，阻尼开关置于“0”档，光电门 H、I 可以手动微调，避免和摆轮或者相位差盘接触。手动调整电机偏心轮使有机玻璃转盘 F上的 0 位标志线指示 0 度，亦即通过连杆 E 和摇杆 M 使摆轮处于平衡位置。染货拨动摆轮使偏离平衡位置 150 至 200 度，松开手后，
11、检查摆轮的自由摆动情况。正常情况下，震动衰减应该很慢。2.开关置于“摆轮” ，拨动摆轮使偏离平衡位置 150 至200 度后摆动，由大到小依次读取显示窗中的振幅值 j；周期选择置于“10”位置，按复位钮启动周期测量，体制时读取数据 10Td。并立即再次启动周期测量，记录每次过程中的 10Td 的值。（1）逐差法计算阻尼比 ；（2）用阻尼比和振动周期 Td 计算固有角频率 0。3.依照上法测量阻尼（2、3、4）三种阻尼状态的振幅。求出 、Q。4.开启电机开关，置于“强迫力” ，周期选择置于“1” ，调节强迫激励周期旋钮以改变电机运动角频率 ，选择 2个或 3 个不同阻尼比（和任务 3 中一致）
12、，测定幅频和相频特性曲线，注意阻尼比较小（“0”和“1”档）时，共振点附近不要测量，以免振幅过大损伤弹簧；每次调节电机状态后，摆轮要经过多次摆动后振幅和周期才能稳定，这时再记录数据。要求每条曲线至少有 12 个数据点，其中要包括共振点，即 =/2 的点。 五、实验结果1. 测量最小阻尼时的阻尼比 和固有角频率 0。序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 振幅/ 129 129 127 126 125 124 123 122 121 120 119 118 117 115 115 113 113 1
13、11 111 109 107 107 105 105 104 振幅对数 4.859812404 4.859812404 4.844187086 4.836281907 4.828313737 4.820281566 4.812184355 4.804021045 4.795790546 4.787491743 4.779123493 4.770684624 4.762173935 4.744932128 4.744932128 4.727387819 4.727387819 4.709530201 4.709530201 4.691347882 4.672828834 4.672828834
14、4.65396035 4.65396035 4.644390899序号 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 b Sb 振幅/ 振幅对数 103 4.634728988 102 4.624972813 101 4.615120517 100 4.605170186 99 4.59511985 99 4.59511985 98 4.584967479 98 4.584967479 98 4.584967479 96 4.564348191 96 4.564348191 95 4.553
15、876892 94 4.543294782 93 4.532599493 92 4.521788577 92 4.521788577 90 4.49980967 90 4.49980967 89 4.48863637 88 4.477336814 87 4.465908119 86 4.454347296 86 4.454347296 84 4.430816799 84 4.430816799 -0.008791567 6.49507E-05由 b?2?2?1?0.5b23?10-3 得到：?=1.4001749022b?4?4?26?10-5?b?1.03371945223/2(4?b)（1.40?0.01）?10-3?Td?1.54s?0?2?T?4.08/s? 2、测量其他 2 种或 3 种阻尼状态的振幅，求出、Q。 阻尼 2序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 b Sb 振幅/ 振幅对数 126 4.836281907 115 4.744932128 105 4.65396035 96 4.564348191 89 4.48863637 81 4.394449155
