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1、目录实验一 振动信号采集与处理相关软件和硬件设计介绍（2）实验二 单自由度系统阻尼比的测定（6实验三 二自由度系统频响函数的测定（9）采祥频率|500寸来祥方式|信号融发二采样檢度|2帥发通道|5融发极性|上升沿融发电平|5%融发延迟|32平均次数|1采样批次|1存盘路径丄|d:0505143yl默认为登录路径实验一 振动信号采集与处理相关软件和硬件设计介绍、 实验目的1、熟悉振动信号采集与处理软件的基本功能和设置方法2、熟悉硬件中各通道代表的意义和设置方式；3、掌握基本振动测试流程。、 振动信号采集和处理软件简介软件名称YE6251 力学教学装置。 软件介绍 左面板至少应为实验所需最大频率的
2、2倍力锤信号用信号触发，电磁激振器信号可选连续采样或随机采样力锤信号一般采用2即可，电磁激振器信号可采用4及以上一般采用通道4、通道5、通道6或通道7,依传感器类型和其使用通道号而定一般5%及以下，建议取2%或3%不用的通道双击使其为错 号，使用的通道使其为对号试件类型采样状态栏实验中可以使用的方法下面板上面板和右面板峰谷值等光标选择 缩小扁图形显示 放大扁图形显示 缩小轴图形显示 放大轴图形显示 自动量程时间波形. 傅立叶分析.传函幅值，需设置输入和输出通道，用右键仪器的软件开关开始采样或停止采样X- B-X某测试全图El E6251ai力学敎学装置文件F 设置2 控制匚观测T 预处理F 分
3、折丸输出口 窗口 H 帮肋H采祥频率(5003采祥方式|信号触发二J 采祥长度|2三I触发通道|5 VJ触发极性|上升沿三 触发电平|5%三I触发延迟|32 可 平均次数采祥批次 存盘路径二|d： 0505143yl 试验名称yl 试验号 (4P自动増加试验号工程信息Y=-34.1797传函幅值Q|B|V|1.002. 003. 00 SToci单自由度系统通道号测点号测量选择1工程单位1増益|通道极性11用自由衰减51则量隸参数11XmA1+E用沖击激励法測星系编频响西数3用稳态激执法测量系统参数 也用正弦扫频法训量系统卷数22X|mV1+33X|mA1+5动力吸振昭减振实验44-7ijni
4、1+557N10+66X|m/S210-77 m畑10卜三、振动信号采集和处理硬件简介试件 单自由度系统 模拟单自由度的质量块、阻尼、弹簧系统振动。本实验台的力学模型如下：二自由度系统模拟二自由度的质量块、阻尼、弹簧系统振动。本实验台的力学模型如下激励设备力锤 给试件施加脉冲激振力并通过其内置的压力传感器感应力信号。有四个锤 头，分别用来测量不同的频段，同时对应不同刚度的材料，本实验以铝制锤头为 最佳。信号发生器（通道 2） 产生一定频率的电信号，分为手动调频和自动扫频两种操作方式。手动调频 用于产生固定的激励频率；自动扫频是仪器在设定的频段内自动循环扫描。功率放大器（通道 1） 本实验台中，
5、接在信号发生器的后端，电磁激振器的前端。由于信号发生器 产生的频率信号通常较小，因此在将其传送到激振器之前，需要将信号通过功率 放大器进行放大。电磁激振器对试件进行激励。采集设备位移传感器采用非接触式感应试件位移。加速度传感器感应试件加速度。力和加速度复合传感器 其输出包含两路信号：力和加速度。一般感应激振器的激振力并响应试件的 加速度。位移测量仪（通道 4） 本实验台中，位移测量仪用来测量电涡流位移传感器的信号幅值大小，同时 将该信号输入计算机以便于数据分析。力测量仪（通道 5） 通过该通道实时测量力值大小，同时将该信号输入计算机以便于数据分析。 加速度测量仪（通道 6 和通道 7） 测量加
6、速度传感器的电信号大小，同时将该信号输入计算机以便于数据分析。通过对该信号进行一次积分和二次积分，可获得速度和位移信号。分析设备YE6251 设备和计算机当各个通道产生或采集信号时，YE6251设备首先进行滤波以及数字和模拟 信号之间的转换等处理，而后传送到计算机，使用软件进一步数据处理并将信号 实时显示出来。四、实验流程示例示例1示例2五、实验报告内容1、采样频率和实验最大频率的关系如何？2、你如何理解“信号触发”和“触发电平”的意义？非脉冲信号可否用信 号触发？解释你的结论。3、你认为FFT （快速傅立叶变换）在理论上的作用是什么？对照实验中的 时间曲线，FFT可能产生的优点是什么？4、信
7、号发生器的作用是什么？5、传感器的作用是什么？它的信号属于激励信号还是响应信号或者两者都 可以？位移传感器、力和加速度复合传感器各属哪一种？力锤的信号呢？6、如果知道了某单自由度系统位移随时间变换的曲线，可否能大致得出该 系统的固有频率？简述你的理由并写出测量位移随时间变化曲线的实验流程图。实验二 单自由度系统阻尼比的测定、 实验目的1、设计两种单自由度系统阻尼比的测定方法；2、观察实验现象并比较两种方法优劣，进行误差分析、 实验中可能用到的仪器单自由度系统、力锤、位移传感器、激振器、力和加速度复合传感器、功率放大器、信号发生器、力测量仪、加速度测量仪等。三、 理论公式第一种方法 利用位移共振
8、和加速度共振的差异求解阻尼比位移共振激励频率久d=粘=f = 玄2nn加速度共振激励频率0i0n=1/fl- 2匚 2联立上述两式可得1九/九“ 一and a第二种方法 利用对数衰减率求解阻尼比e 1u (t)1e -叫尸5 In In -匚u (t + T )e -S”(t+Td)d第三种方法 利用半功率带宽求解阻尼比A尢=X 尢=2匚BAAf 二 fB fA= AXfn1 Af :=2 fn二1时位移振幅放大系数求解阻尼比第四种方法利用九说明为与教材对应，此组公式中的符号f表示正弦激励力振幅；T表示运动传递率，为输 d出与输入之比，实验中用传函幅值可直接得出该变量，在低频状态下，也可耳裂
9、理解d 为柔度。当0 X VV1时（实验中取九二0.1左右即可），位移振幅B f1TdB u 0dk从而当X二1时f = 1k2k四、 实验结果第一种方法、次数 变量123第二种方法次数变量123T”lflB (t 0)B(t + T )0d5条件次数 变量、1f0 九 1Tdk九1Td23平均值第三种方法次数 变量、123平均值ffAfBAf第四种方法五、实验报告内容1、写出你用的两种实验方法及其理论。2、画出你用的第一种方法的实验装置图并写出实验步骤。3、画出你用的第二种方法的实验装置图并写出实验步骤。4、写出两种方法的实验结果。5、计算两种方法得出的单自由度系统阻尼比。6、分析实验误差原
10、因，比较两种方法优劣。实验三 二自由度系统频响函数的测定、 实验目的1、测试二自由度频响函数矩阵；2、根据实验条件，利用频响函数理论计算实验系统的一些振动参数，并进 行误差分析。、 实验装置三、 实验步骤1、装好二自由度系统。2、将位移传感器线圈垂直于mi放置于其1mm左右距离处，并与位移测量仪 连接好，将力锤与力测量仪连接好，检查无误后打开仪器电源并打开计 算机。3、调零位移测量仪和力测量仪通道。4、打开“YE6251力学教学装置”软件，登录后填好组号和成员名单，并记 好存盘路径。5、设置软件参数，采样频率为500Hz,触发通道为5号通道，触发电平3% 左右。6、将下面板中除通道 4 和通道
11、 5 之外的通道关闭，将这两个通道的增益设 置与仪器面板上的倍数相同。7、打开通道 4 和通道 5 的时间波形图，打开传函幅值图，设置传函幅值的 输入通道为 5，输出通道为 4。8、新建一个 word 文档于桌面，起一个自己的名字。9、打开“开始采集”按钮，用力锤轻敲m】，则软件上可获得三个图形。10、在传函幅值图中找到两个固有频率，记录任意非固有频率处的幅值,0并保存该图形；记录下力值的峰值f ，并记录任意时间点t的位移幅值。11 011、保存三个图形于word文档，并标明“H ”。1112、将位移传感器放置于m2处，重复步骤911，得出“H ”。记录点全部2 21同步骤10,均为和t处的幅
12、值，下面步骤13也一样。0013、改变力锤敲击质量块为皿2，重复912，得出“H ”和“H ”。2 12 2214、整理并拷贝实验数据。15、整理实验仪器。四、 理论公式1、单位脉冲响应矩阵h(t)与频响函数矩阵H()的关系H (o ) = I f(t)e- jotdtgh(t)与H()互为Fourier变换对。2、单位脉冲响应式中f为力锤敲击力，下标“j” ij二自由度振型矩阵3、4、二自由度单位脉冲响应矩阵h(t)=(h11 h21h )12h丿22 y5、模态质量 M 与模态刚度 Ku(t )h(t)二 jijfij表示 j 处激励i处响应。1J-1、1丿M0mm、1111210M丿.mm 丿P T五、实验结果K0、kk )1111210K Ikk丿iPTK 二 M o 2 i=1, 2 ii频响函数元素 0%H12H 21H 22固有频率31、简述实验目的、原理和步骤。2、画出实验流程图。3、完成实验结果分析，写出误差原因。
