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1、机械结构振动参数测试实验机械结构振动参数测试实验 主讲：周湛学8/12/20241一 实验目的：l1.了解用虚拟仪器（计算机辅助测试）对机械振动测试的方法。l2.了解正弦激振及正弦扫频激振的数据处理方法。l3掌握共振法确定系统的固有频率和阻尼比的方法。 8/12/20242二 主要仪器设备：l悬臂梁被测对象； lSDASII数据采集与分析系统：该系统集成“信号发生器示波器”“信号分析仪”“频响函数测试仪”三种仪器，基本功能如下：可输出正弦波、方波、三角波三种信号及正弦扫频信号。l具有双通道同步采集功能，并对采集到的信号实现时、频域多种分析功能。具有对被测振动系统的频响函数测试的功能。l计算机l
2、测试分析软件l打印机lFDH-4电荷放大器前置放大器lJZ-1激振器lYJZ-1加速度计lGF-10型功率放大器8/12/20243三 实验内容l1按正弦激振的要求接好实验系统的线路；l2 测试被测系统的固有频率和阻尼比；l3 在计算机显示器上根据幅频曲线和相频曲线直接读出被测系统的固有频率；l4从幅频特性曲线和相频特性曲线估计固有频率和阻尼比l8/12/20244四四 实验原理及实验系统框图实验原理及实验系统框图l由CPU通过ISA总线把数字信号送入D/A转换器,转换器输出的模拟电压量控制专用的信号发生器，产生频率可调的正弦信号,通过功率放大器送入激振器,在激振器产生的正弦激振的作用下，悬臂
3、梁产生受迫机械振动，由加速度计拾取的激振信号经预处理后送入A/D转换器，转换后的数字量经ISA总线送入计算机分析处理。8/12/20245五、操作步骤五、操作步骤l1按正弦激振的要求接好实验系统的线路。l注：通道A作为激励信号l通道B作为响应信号l 2.打开计算机。l3.单击桌面上的“信号数据采集与分析”(实验版)。l4.进入实验窗口。l5.单击菜单中的“频响测试”。选择“正弦激振”。l6.单击菜单中的“设置”按钮。l进行采样设置：l 输入信号通道A选择参考信号，通道B选择加速度.l 电荷放大器灵敏度：通道B设置为20.8mv/gl 单击“确定”按钮。l7.然后分别单击“幅频特性”和“相频特性
4、”的左上角的“坐标设置”按钮。在对话框中设置坐标轴范围为“自动设置”，然后单击“确定”。l8.打开功率放大器和电荷放大器的电源开关,使电荷放大器灵敏度显示20.8，然后调节功率放大器的“增益调节旋钮”,使悬臂梁有轻微振动。8/12/20246l9.在正弦激振对话框：l 频段选择为“低频段”，l 扫频范围：起始频率设置为40Hz，终止频率设置为60Hz，l 扫描间隔设置为0.5。l 10.单击“测试”按钮,系统自动扫描绘制其幅、相频特性曲线。l 11.曲线扫描显示完毕后，单击正弦激振对话框中“停止”按钮。l 12.观察幅、相频特性曲线。8/12/20247幅频特性曲线8/12/20248相频特性
5、曲线 8/12/20249六、实验记录处理六、实验记录处理l1从幅频特性曲线估计固有频率和阻尼比8/12/202410l由机械振动理论知道: l fn系统固有频率l fr位移共振频率l 系统阻尼比l 当很小时,nr 。l 8/12/2024112从相频曲线估计固有频率和阻尼比8/12/202412l l从单自由度受迫振动的相频表达式： ，l和相频曲线中可以看出，不管阻尼大小如何，当激振频率和固有频率相同时，位移的相位角滞后总是，因此通过所测得的相频曲线可以直接确定系统的固有频率。l确定系统的阻尼比：8/12/202413确定系统的阻尼比：8/12/202414 3.按理论公式计算:梁的固有频率l式中 E梁的弹性模量 E=2.11011Pal Io梁横截面惯性矩 Io=4.8510-10m4l L悬臂梁长度 L=0.295ml S梁的横截面积 S=242.5510-6m2l A振型常数 A=3.52（一阶）l -梁材料单位体积质量 =7.8103kg/m38/12/2024154 4 用坐标纸绘出用坐标纸绘出: :：幅频曲线和相频曲线。：幅频曲线和相频曲线。l5用幅频曲线和相频曲线确定系统的n和。与用理论公式计算结果相比较,分析误差产生的原因8/12/202416七七 思考题思考题 l1振动的激励方式通常分为几类？l2瞬态激振的特点？l8/12/202417
