理論力學(xué)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)

大連理工大學(xué)盤錦校區(qū)大連理工大學(xué)理論力學(xué)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院目錄DHVTC振動(dòng)測(cè)試與控制教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹 安全注意事項(xiàng)本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)盡管在設(shè)計(jì)、加工和安裝時(shí)已充分考慮了安全方面的問(wèn)題，但強(qiáng)烈建議用戶使用時(shí)注意如下事項(xiàng)：一、通電前仔細(xì)檢查各活動(dòng)機(jī)械部分，如激振器、偏心電機(jī)等的連接緊固情況，確保所有螺栓、卡扣等緊固無(wú)誤，避免激振或旋轉(zhuǎn)。二、查看傳感器、信號(hào)源、激振器等連線正確無(wú)誤，確保各儀器正常工作。三、檢查各儀器電源線是否插緊插好，各儀器是否可靠接地，以防觸電。四、調(diào)壓器應(yīng)放置于桌面寬敞處，盡可能遠(yuǎn)離其它儀器，并且在使用時(shí)只有經(jīng)檢查無(wú)誤后才能通電，通電前須仔細(xì)檢查電機(jī)偏心輪是否緊固、調(diào)壓器與電機(jī)連線、接地是否可靠，使用完畢應(yīng)立即斷電。五、激振器和偏心電機(jī)工作時(shí)，禁止手或是其它物品碰到激振器頂桿和電機(jī)偏心輪，以免受傷或物品飛落。六、所有儀器設(shè)備工作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即斷電，并請(qǐng)專業(yè)人員檢查維修，或致電本公司。實(shí)驗(yàn)一、強(qiáng)迫振動(dòng)幅值測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解振動(dòng)信號(hào)位移、速度、加速度之間的關(guān)系。2.學(xué)會(huì)用壓電式加速度傳感器測(cè)量強(qiáng)迫振動(dòng)的加速度幅值。二、實(shí)驗(yàn)裝置框圖實(shí)驗(yàn)裝置與儀器框圖見(jiàn)圖1-1。圖1-1三、實(shí)驗(yàn)原理在振動(dòng)測(cè)量中，有時(shí)往往不需要測(cè)量振動(dòng)信號(hào)的時(shí)間歷程曲線，而只需要測(cè)量振動(dòng)信號(hào)的幅值。振動(dòng)信號(hào)的幅值可根據(jù)位移、速度、加速度的關(guān)系，用位移傳感器或速度傳感器、加速度傳感器來(lái)測(cè)量。本實(shí)驗(yàn)即使用壓電式加速度傳感器來(lái)測(cè)量。設(shè)振動(dòng)位移、速度、加速度分別為x、v、a，其幅值分別為X、V、A：x=Bsin(ωt-ψ)v==ωBcos(ωt-ψ)式中：B一一位移振幅ω——振動(dòng)角頻率ψ——初相位X=BV=ωB=2πfB式(1-1)A=ω2B=(2πf)2B振動(dòng)信號(hào)的幅值可根據(jù)式(4-1)中位移、速度、加速度的關(guān)系，分別用位移傳感器、速度傳感器或加速度傳感器來(lái)測(cè)量。也可利用動(dòng)態(tài)分析儀中的微分、積分功能來(lái)測(cè)量。四、實(shí)驗(yàn)方法1、安裝偏心電機(jī)1）偏心電動(dòng)機(jī)和調(diào)壓器的使用方法：我們用改變電源電壓的辦法來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可在0~8000轉(zhuǎn)/分的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)速的改變使電機(jī)偏心質(zhì)量的離心慣性力的大小和頻率發(fā)生改變，利用偏心質(zhì)量的離心慣性力，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的激振。2）偏心激振電機(jī)的電源線接到調(diào)壓器的輸出端，調(diào)壓器電源線接到調(diào)壓器的輸入端（要求電源使用三芯接地插座），一定要小心防止接錯(cuò)，把調(diào)速電機(jī)通過(guò)安裝底板安裝在簡(jiǎn)支梁中部，電機(jī)轉(zhuǎn)速（強(qiáng)迫振動(dòng)頻率）可用調(diào)壓器電壓調(diào)節(jié)旋鈕來(lái)調(diào)節(jié)，調(diào)好后在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中不要再改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。2、連接儀器和傳感器把加速度傳感器安裝在簡(jiǎn)支梁的中部，輸出信號(hào)接到數(shù)據(jù)采集分析儀的振動(dòng)測(cè)試通道。3、儀器參數(shù)設(shè)置打開(kāi)采集儀器的電源開(kāi)關(guān)，開(kāi)機(jī)進(jìn)入DHDAS數(shù)據(jù)采集分析軟件的主界面，在“設(shè)置”/“模擬通道”設(shè)置采樣頻率、量程范圍，加速度傳感器、速度傳感器和位移傳感器的靈敏度。注：采樣頻率一般設(shè)置為采集信號(hào)的10倍～20倍，保證采集的信號(hào)沒(méi)有幅值失真。量程范圍一般設(shè)置為采集信號(hào)的1.5倍，保證較高的信噪比。工程單位根據(jù)實(shí)際物理量設(shè)置，傳感器靈敏度根據(jù)傳感器銘牌正確設(shè)置。輸入方式：壓電式ICP傳感器選ICP。在“測(cè)量”/“圖形區(qū)設(shè)計(jì)”選擇“記錄儀”，選擇通道AI1-1即顯示該通道的時(shí)域信號(hào)。4、采集并顯示數(shù)據(jù)在窗口中用“峰值搜索光標(biāo)”讀取當(dāng)前振動(dòng)加速度的最大值。5、計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較按公式(1-1)計(jì)算位移、速度或加速度值。6、調(diào)節(jié)輸出電壓以改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，即改變強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率，重復(fù)以上步驟。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)頻率f加速度A2、根據(jù)加速度A，按公式(1-1)計(jì)算位移X、速度V。實(shí)驗(yàn)二、振動(dòng)時(shí)域統(tǒng)計(jì)參數(shù)的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)時(shí)域各統(tǒng)計(jì)參數(shù)及其相互關(guān)系；2、學(xué)會(huì)對(duì)振動(dòng)波形幅域的測(cè)試和分析。二、實(shí)驗(yàn)裝置框圖圖2-1實(shí)驗(yàn)裝置框圖三、實(shí)驗(yàn)原理每一個(gè)振動(dòng)量對(duì)時(shí)間坐標(biāo)做出的波形，可以得到峰值、峰峰值、有效值和平均值等量值，它們之間存在一定的關(guān)系。振動(dòng)量的描述常用峰值表示，但在研究比較復(fù)雜的波形時(shí)，只用峰值描述振動(dòng)的過(guò)程是不夠的，因?yàn)榉逯抵荒苊枋稣駝?dòng)大小的瞬間值，不包含產(chǎn)生振動(dòng)的時(shí)間過(guò)程。在考慮時(shí)間過(guò)程時(shí)進(jìn)一步描述，是平均絕對(duì)值和有效（均方根）值。這些參量都與幅值密切相關(guān)。峰值定義為：X峰=Xm即從波形的基線位置到波峰的距離，也可稱為振幅。峰峰值是正峰到負(fù)峰間的距離。平均絕對(duì)值的定義為：

有效值定義為：平均絕對(duì)值的使用價(jià)值較小，而有效值因與振動(dòng)的能量有直接關(guān)系，所以使用價(jià)值較大，特別是對(duì)隨機(jī)振動(dòng)的研究，使用價(jià)值更大。各量之間的關(guān)系為：這些關(guān)系式更通用的形式為：Ff稱為波形因子，F(xiàn)c稱為峰值因子，F(xiàn)f和Fc給出了所研究振動(dòng)波形的指標(biāo)，對(duì)正弦振動(dòng)，F(xiàn)f=1.11≈1分貝，F(xiàn)c=1.414≈3分貝。關(guān)于波形峰值、有效值和平均絕對(duì)值之關(guān)系的分析，對(duì)位移、速度、加速度和各種訊號(hào)波形都是適用的，但各種不同波形的Ff和Fc值是不一樣的，有時(shí)有很大的差別。例如正弦波、三角波和方波，其Ff和Fc值分別列于表2-1。表2-1系數(shù)波形波形因子Ff峰值因子Fc正弦波1.111.414三角波1.1551.732方波1.0001.000四、實(shí)驗(yàn)步驟1、安裝偏心電機(jī)1）偏心電動(dòng)機(jī)和調(diào)壓器的使用方法：我們用改變電源電壓的辦法來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可在0~8000轉(zhuǎn)/分的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)速的改變使電機(jī)偏心質(zhì)量的離心慣性力的大小和頻率發(fā)生改變，利用偏心質(zhì)量的離心慣性力，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的激振。2）安裝：偏心激振電機(jī)的電源線接到調(diào)壓器的輸出端，調(diào)壓器電源線接到調(diào)壓器的輸入端（要求電源使用三芯接地插座），一定要小心防止接錯(cuò)，把調(diào)速電機(jī)通過(guò)安裝底板安裝在簡(jiǎn)支梁中部，電機(jī)轉(zhuǎn)速（強(qiáng)迫振動(dòng)頻率）可用調(diào)壓器電壓調(diào)節(jié)旋鈕來(lái)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)輸出電壓到110V左右，調(diào)好后在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中不要再改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。2、將測(cè)試系統(tǒng)連接好把加速度傳感器安裝在簡(jiǎn)支梁的中部，輸出信號(hào)接到數(shù)據(jù)采集分析儀的振動(dòng)測(cè)試通道。3、儀器參數(shù)設(shè)置打開(kāi)數(shù)據(jù)采集分析儀的電源開(kāi)關(guān)，進(jìn)入DHDAS數(shù)據(jù)采集分析軟件。在“設(shè)置”/“模擬通道”設(shè)置采樣頻率為2kHz，“測(cè)量”/“統(tǒng)計(jì)光標(biāo)”里有7類時(shí)域統(tǒng)計(jì)信息，3類頻域統(tǒng)計(jì)信息，合理選擇關(guān)心的統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目。注：采樣頻率一般設(shè)置為采集信號(hào)的10倍～20倍，保證采集的信號(hào)沒(méi)有幅值失真。量程范圍一般設(shè)置為采集信號(hào)的1.5倍，保證較高的信噪比。工程單位根據(jù)實(shí)際物理量設(shè)置，傳感器靈敏度根據(jù)傳感器銘牌正確設(shè)置。電機(jī)轉(zhuǎn)速可用調(diào)壓器電壓調(diào)節(jié)旋鈕來(lái)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)輸出電壓到110V左右，使梁產(chǎn)生振動(dòng)。開(kāi)始采集數(shù)據(jù)，采集數(shù)據(jù)前要清零。在窗口中，數(shù)據(jù)列表顯示了當(dāng)前數(shù)據(jù)的各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)值。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析該實(shí)驗(yàn)主要是為了測(cè)定時(shí)域統(tǒng)計(jì)參數(shù)之間的關(guān)系，不考慮其實(shí)際的物理意義，對(duì)信號(hào)波形來(lái)說(shuō)作為電信號(hào)來(lái)處理，單位為（mv）頻率f(Hz)最大值最小值峰峰值有效值波形因子峰值因子實(shí)驗(yàn)三、振動(dòng)系統(tǒng)固有頻率的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)自由衰減振動(dòng)波形自譜分析法測(cè)試振動(dòng)系統(tǒng)固有頻率的原理和方法。（自譜分析法）二、實(shí)驗(yàn)裝置框圖圖3-1實(shí)驗(yàn)裝置框圖三、實(shí)驗(yàn)原理對(duì)于振動(dòng)系統(tǒng)，經(jīng)常要測(cè)定其固有頻率，最常用的方法就是用簡(jiǎn)諧力激振，引起系統(tǒng)共振，從而找到系統(tǒng)的各階固有頻率。另一種方法是通過(guò)傳感器采得信號(hào)做自譜，可以得到系統(tǒng)的固有頻率。本實(shí)驗(yàn)采用后面一種方法。自譜分析法當(dāng)系統(tǒng)做自由衰減振動(dòng)時(shí)包括了各階頻率成分，時(shí)域波形反映了各階頻率下自由衰減波形的線性疊加，通過(guò)對(duì)時(shí)域波形做FFT變換就可以得到其頻譜圖，從而我們可以從頻譜圖中各峰值處得到系統(tǒng)的各階固有頻率。四、實(shí)驗(yàn)方法1、安裝儀器把加速度傳感器安放在簡(jiǎn)支梁上，輸出信號(hào)接到振動(dòng)測(cè)試通道1-1通道。2、開(kāi)機(jī)打開(kāi)儀器電源，進(jìn)入DHDAS數(shù)據(jù)采集分析軟件，在“設(shè)置”/“模擬通道”設(shè)置采樣頻率，輸入傳感器靈敏度、設(shè)置量程范圍，在打開(kāi)的記錄儀選擇接入信號(hào)的測(cè)量通道。清零后開(kāi)始采集數(shù)據(jù)。注：采樣頻率一般設(shè)置為采集信號(hào)的10倍～20倍，保證采集的信號(hào)沒(méi)有幅值失真。量程范圍一般設(shè)置為采集信號(hào)的1.5倍，保證較高的信噪比。工程單位根據(jù)實(shí)際物理量設(shè)置，傳感器靈敏度根據(jù)傳感器銘牌正確設(shè)置。3、測(cè)量選擇“頻譜布局”/“FFT”選擇相應(yīng)通道AI1-1，用力錘擊簡(jiǎn)支梁中部，就可看到時(shí)域波形以及相應(yīng)的頻譜曲線，頻譜曲線的第一個(gè)峰就是系統(tǒng)的一階固有頻率。后面的幾個(gè)峰是系統(tǒng)的高階頻率。移動(dòng)傳感器或用力錘敲簡(jiǎn)支梁的其他部位，再進(jìn)行測(cè)試，記錄下梁的各階固有頻率。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1、記錄各階頻率。頻率（Hz）測(cè)試方法第一階頻率第二階頻率第三階頻率自譜判別法實(shí)驗(yàn)四、單自由度系統(tǒng)衰減振動(dòng)固有頻率及阻尼比測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解單自由度自由衰減振動(dòng)的有關(guān)概念。2、學(xué)會(huì)用分析儀記錄單自由度系統(tǒng)自由衰減振動(dòng)的波形。3、學(xué)會(huì)根據(jù)自由衰減振動(dòng)波形確定系統(tǒng)的固有頻率f。和阻尼比二、實(shí)驗(yàn)裝置框圖圖8.1所示實(shí)驗(yàn)裝置框圖圖4-1實(shí)驗(yàn)裝置框圖三、實(shí)驗(yàn)原理單自由度系統(tǒng)的力學(xué)模型如圖4-2所示。給系統(tǒng)(質(zhì)量M)一初始擾動(dòng)，系統(tǒng)作自由衰減振動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)微分方程式為：式中：——系統(tǒng)固有圓頻率=K／Mn——阻尼系數(shù)2n=C／M——阻尼比=n/小阻尼(<1)時(shí)，方程(9-1)的解為：(4-2)式中：A—振動(dòng)振幅—初相位—衰減振動(dòng)圓頻率，設(shè)初始條件：t=0時(shí)，x=x。，,則(4-3)(4-4)式(8-2)的圖形如圖8.3所示。MMXCK 圖4-2單自由度振動(dòng)系統(tǒng)力學(xué)模型圖4-3自由衰減曲線此波形有如下特點(diǎn)：1、振動(dòng)周期T1，大于無(wú)阻尼自由振動(dòng)周期T，即T1>T0。固有頻率 (4-5)2、振幅按幾何級(jí)數(shù)衰減減幅系數(shù)（4-6）對(duì)數(shù)減幅系數(shù)（4-7）對(duì)數(shù)減幅系數(shù)也可以用相隔i個(gè)周期的兩個(gè)振幅之比來(lái)計(jì)算：(4-8)從而可得：；C=；(4-9)實(shí)驗(yàn)方法將測(cè)試系統(tǒng)連接好將加速度傳感器布置在集中質(zhì)量（電機(jī)）附近，加速度傳感器信號(hào)接到數(shù)采儀的第一通道（振動(dòng)測(cè)試通道）。儀器設(shè)置打開(kāi)儀器電源，進(jìn)入控制分析軟件，新建一個(gè)項(xiàng)目（文件名自定），在“設(shè)置”/“模擬通道”設(shè)置采樣頻率、量程范圍、工程單位和靈敏度等參數(shù)，激活“記錄儀”窗口，選擇相應(yīng)通道AI1-1，開(kāi)始采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)同步采集顯示在圖形窗口內(nèi)。注：采樣頻率一般設(shè)置為采集信號(hào)的10倍～20倍，保證采集的信號(hào)沒(méi)有幅值失真。量程范圍一般設(shè)置為采集信號(hào)的1.5倍，保證較高的信噪比。工程單位根據(jù)實(shí)際物理量設(shè)置，傳感器靈敏度根據(jù)傳感器銘牌正確設(shè)置。測(cè)試和處理用錘敲擊質(zhì)量塊（電機(jī)）使其產(chǎn)生自由衰減振動(dòng)。記錄單自由度系統(tǒng)自由衰減振動(dòng)波形，然后設(shè)定i，利用雙光標(biāo)讀出i個(gè)波經(jīng)歷的時(shí)間△t，T1=△t/；讀出相距i個(gè)周期的兩振幅的雙振幅2A1、2Ai+1之值，按公式4-9計(jì)算出阻尼比，再按公式4-5計(jì)算出固有頻率。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1.繪出單自由度自由衰減振動(dòng)波形圖。2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按公式計(jì)算出固有頻率和阻尼比，計(jì)算結(jié)果填入下表。表4.1i時(shí)間t周期Tl2A1阻尼比固有頻率實(shí)驗(yàn)五、主動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1學(xué)習(xí)隔振的基本知識(shí)。1.2學(xué)習(xí)隔振的基本原理。1.3了解主動(dòng)隔振效果的測(cè)量。二、實(shí)驗(yàn)裝置框圖圖18-1實(shí)驗(yàn)裝置框圖三、實(shí)驗(yàn)原理振動(dòng)的干擾對(duì)人、建筑物以及儀表設(shè)備都會(huì)帶來(lái)直接的危害，因此振動(dòng)的隔離涉及到很多方面。隔振的作用有兩個(gè)方面：一、減少振源振動(dòng)傳至周圍環(huán)境；二、減少環(huán)境振動(dòng)對(duì)物體或設(shè)備的影響。二者原理相似，性能也相似。原理就是在設(shè)備和底座之間安裝適當(dāng)?shù)母粽衿?，組成隔振系統(tǒng)，以減少或隔離振動(dòng)的傳遞。有兩類隔振，一是隔離機(jī)械設(shè)備通過(guò)支座傳至地基的振動(dòng)，以減少動(dòng)力的傳遞，稱為主動(dòng)隔振；另一種是防止地基的振動(dòng)通過(guò)支座傳至需保護(hù)的精密儀器或儀器儀表，以減少振動(dòng)的傳遞，稱為被動(dòng)隔振。在一般隔振設(shè)計(jì)中，常常用振動(dòng)傳遞比T和隔振效率η來(lái)評(píng)價(jià)隔振效果。主動(dòng)隔振傳遞比等于物體傳遞到底座的振動(dòng)與物體的振動(dòng)比，被動(dòng)隔振傳遞比等于底座傳遞到物體的振動(dòng)與底座的振動(dòng)之比，兩個(gè)方向的傳遞比相等。一般由物體傳遞到底座時(shí)常用力表示，由底座傳遞到物體時(shí)則用位移、振動(dòng)速度或振動(dòng)加速度表示，這樣便于應(yīng)用。隔振效率：傳動(dòng)比T：式中D為阻尼比，u=激振頻率和共振頻率的比。只有傳遞比小于1才有隔振效果。因此T<1的區(qū)域稱為隔振區(qū)。1、當(dāng)時(shí)，T>1。系統(tǒng)有放大作用； 圖18-2隔振系統(tǒng)圖2、當(dāng)f=f0時(shí)，系統(tǒng)發(fā)生共振，傳遞比極大；3、當(dāng)時(shí)，作用有限4、時(shí)，隔振能力低（20—30dB）；5、時(shí)，隔振能力中等（30—40dB）；6、時(shí)，隔振能力強(qiáng)（>40dB）；7、阻尼比D對(duì)T的影響。1)雖然在的范圍內(nèi)，阻尼比的增大有效地降低共振時(shí)的位移振幅，但對(duì)的隔振區(qū)，卻反而使傳遞比增高，對(duì)隔振不利。2)在時(shí)，阻尼比D在此范圍內(nèi)變化時(shí)，T值的差異不大。因?yàn)橹鲃?dòng)隔振傳遞到底座的振動(dòng)會(huì)被底座吸收，所以衡量主動(dòng)隔振效果常用力的傳遞比，本實(shí)驗(yàn)仍用振動(dòng)加速度來(lái)計(jì)算，所以只是主觀判斷有無(wú)隔振效果即可，具體傳遞比和隔振效果計(jì)算見(jiàn)被動(dòng)隔振試驗(yàn)。四、實(shí)驗(yàn)步驟4.1儀器安裝把空氣阻尼器和質(zhì)量塊組成的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)固定在底座中部，加速度傳感器放上面，接入采集儀的數(shù)據(jù)采集通道，速度傳感器放在底座上，并接入采集儀的數(shù)據(jù)采集通道，將調(diào)速電機(jī)安裝到隔振器上，電機(jī)連線接到調(diào)壓器上。4.2開(kāi)機(jī)進(jìn)入控制分析軟件，設(shè)置采樣頻率等參數(shù)，正確輸入傳感器靈敏度，設(shè)置雙通道時(shí)間和頻譜示波，并將加速度通道信號(hào)積分處理，變?yōu)樗俣蕊@示。4.3改變激振頻率（電機(jī)轉(zhuǎn)速），分別測(cè)量20Hz、40Hz、60Hz時(shí)，兩傳感器的振動(dòng)幅度。4.4根據(jù)所測(cè)幅值計(jì)算傳動(dòng)比和隔振效果隔振傳動(dòng)比：隔振效率：五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析1kg空氣阻尼器隔振器主動(dòng)隔振測(cè)試結(jié)果，見(jiàn)表18-1。表18-1頻率f第一通道振幅第二通道振幅傳動(dòng)比T隔振效率204060

實(shí)驗(yàn)六、被動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1建立被動(dòng)隔振的概念。1.2掌握被動(dòng)隔振的基本方法。1.3學(xué)會(huì)測(cè)量、計(jì)算被動(dòng)隔振系數(shù)和隔振效率。二、實(shí)驗(yàn)裝置框圖本實(shí)驗(yàn)用在電動(dòng)式激振器激勵(lì)下振動(dòng)的簡(jiǎn)支梁模擬地基，用速度傳感器的質(zhì)量m模擬被隔振的儀器設(shè)備，實(shí)驗(yàn)裝置與測(cè)試儀器框圖如圖19-1所示。圖19-1實(shí)驗(yàn)裝置框圖三、實(shí)驗(yàn)原理防止地基的振動(dòng)通過(guò)支座傳至需保護(hù)的精密儀器或儀器儀表，以減少運(yùn)動(dòng)的傳遞，稱為被動(dòng)隔振。被動(dòng)隔振傳遞比等于底座傳遞到物體的振動(dòng)與底座的振動(dòng)之比，由底座傳遞到物體時(shí)則用位移、振動(dòng)速度或振動(dòng)加速度表示。隔振效率：傳動(dòng)比T：式中D為阻尼比，u=為激振頻率和共振頻率的比。被動(dòng)隔振的隔振原理和隔振效果與主動(dòng)隔振相似。具體原理見(jiàn)主動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)。四、實(shí)驗(yàn)步驟4.1隔振器安裝把小的空氣阻尼器和質(zhì)量塊組成的彈簧質(zhì)量系統(tǒng)用偏心電機(jī)底板和螺絲固定在梁中部，具體操作為：將被動(dòng)隔振器放在梁上，將偏心電機(jī)底板放在梁下，通過(guò)螺絲將偏心電機(jī)上的固定孔與被動(dòng)隔振底板上的孔固定住，速度傳感器放上面，壓電加速度傳感器放在梁的下面。4.2安裝激振器將激振器固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)基座上，并在簡(jiǎn)支梁上安裝力傳感器，通過(guò)螺桿將激振器與力傳感器相連，并用螺母固緊，用專用連接線連接激振器和DH1301掃頻信號(hào)源功率輸出接口。4.3連接儀器和傳感器把加速度傳感器輸出信號(hào)接到數(shù)據(jù)采集分析儀的測(cè)試通道1-2；把速度傳感器輸出信號(hào)接到數(shù)據(jù)采集分析儀的測(cè)試通道1-3。4.4儀器參數(shù)設(shè)置打開(kāi)采集儀器的電源開(kāi)關(guān)，開(kāi)機(jī)進(jìn)入DHDAS數(shù)據(jù)采集分析軟件的主界面，設(shè)置采樣頻率500Hz、分析點(diǎn)數(shù)128，量程范圍，輸入加速度傳感器、速度傳感器的靈敏度。4.5打開(kāi)三個(gè)窗口，分別顯示二個(gè)通道的時(shí)間波形信號(hào)、二通道頻譜信號(hào)和頻響函數(shù)，并且加速度信號(hào)要經(jīng)積分運(yùn)算變換為速度信號(hào)。4.6采集并顯示數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)掃頻信號(hào)源的輸出頻率，使隔振器產(chǎn)生共振。在各窗口中分別讀取當(dāng)前振動(dòng)的最大值、頻率值、振幅以及第一通道的峰值和第二通道的峰值。4.7改變激振頻率，分別測(cè)量、f=f0、、、、、時(shí)，上下傳感器的振動(dòng)幅度。4.8根據(jù)所測(cè)幅值計(jì)算傳動(dòng)比和隔振效果隔振傳動(dòng)比：隔振效率：4.9調(diào)節(jié)掃頻信號(hào)源，設(shè)定起始頻率1，結(jié)束頻率200，掃頻速度1。設(shè)置DHDAS軟件平均方式為峰值保持，啟動(dòng)掃頻信號(hào)源，同時(shí)開(kāi)始采集，直到掃頻結(jié)束，可得到頻響函數(shù)曲線如圖所示，將所得圖形與圖19-2相比較，并由圖確定隔振器固有頻率。圖19-2五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析空氣阻尼器隔振器被動(dòng)隔振測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表19-1。表19-1頻率范圍頻率f第一通道振幅第二通道振幅傳動(dòng)比T隔振效率

實(shí)驗(yàn)七、動(dòng)力吸振器吸振實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1了解動(dòng)力吸振器的結(jié)構(gòu)，掌握其安裝、調(diào)整方法。1.2調(diào)整動(dòng)力吸振器的固有頻率，比較吸振效果，驗(yàn)證動(dòng)力吸振器的理論。1.3吸振器的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合。二、實(shí)驗(yàn)裝置框圖圖20-1實(shí)驗(yàn)裝置框圖三、實(shí)驗(yàn)原理吸振就是在振動(dòng)主系統(tǒng)上附加特殊的子系統(tǒng)，以轉(zhuǎn)移或消耗主系統(tǒng)的振動(dòng)能量，從而抑制主系統(tǒng)的振動(dòng)。動(dòng)力減振是將主系統(tǒng)的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)移到附加的減振器系統(tǒng)上，而實(shí)現(xiàn)減少主系統(tǒng)振動(dòng)的目的。如圖所示一單自由度系統(tǒng)，其中為質(zhì)量，為其剛度