葉片自振頻率與振型的測定

葉片自振頻率與振型的測定一、 實驗?zāi)康臏y定葉片的幾種主要自振頻率，并與理論計算值進(jìn)行比較，分析其準(zhǔn)確程度；觀察葉片的振動現(xiàn)象；熟悉葉片振動實驗裝置與實驗方法。二、 實驗原理儀器框圖信號發(fā)生器 2.信號發(fā)生器 2.功率放大器 3.激振器5.電荷放大器 6.毫伏表 7.示波器9.夾具4.加速度傳感器8.平板葉片實驗葉片實驗裝置由以下三部分組成：（1） 被測試件部分被測試件部分由實驗葉片和葉片夾具所組成。將被測葉片榫頭牢固地夾緊，使葉身懸臂伸出，以便激振和測量。（2） 激振部分激振葉片的方法很多，如聲波激振、振動臺激振、壓電晶體激振、電渦流激振等。本實驗采用電渦流激振方法激振。激振部分由信號發(fā)生器、功率放大器和電渦流激振器所組成。信號發(fā)生器能在0?3MHz范圍內(nèi)產(chǎn)生頻率可調(diào)的交變信號，該信號經(jīng)過放大器放大后輸入到激振器；在激振器內(nèi)產(chǎn)生電磁感應(yīng)，使葉片內(nèi)（包括磁性材料與非磁性材料）產(chǎn)生交變電渦流，載流（電渦流）葉片在磁場中受到交變的電磁力作用而產(chǎn)生振動。（3） 測振部分由加速度傳感器、電荷放大器、毫伏表和示波器組成。加速度傳感器感受葉片的振動，輸出與該振動頻率相同，幅值與葉片振幅大小相對應(yīng)的交變信號，經(jīng)電荷放大器將交變信號增益，以電壓形式輸出。該電壓信號分別接到毫伏表和示波器Y軸。同時示波器X軸接入信號發(fā)生器的激振信號，在熒光屏上觀察里莎茹圖形，葉片共振時Y軸信號幅值變化最大，里莎茹圖呈橢圓形。三、實驗步驟測量實驗件尺寸（葉片的長度/、寬度仄厚度脂，供計算理論頻率值使用。按儀器圖接好各儀器線路，檢查無誤后再接通電源。打開各儀器電源開關(guān)，少許預(yù)熱，便可開始工作。調(diào)節(jié)功率放大器輸出旋鈕，（不能超過中間刻度10的位置），激振器開始工作，葉片產(chǎn)生振動，此時，可聽到葉片振動式產(chǎn)生的“嗡嗡”聲。由低到高緩慢轉(zhuǎn)動信號發(fā)生器頻率調(diào)節(jié)旋鈕，同時注意觀察毫伏表指針變化和示波器圖形變化，當(dāng)葉片處于共振狀態(tài)時，葉片振動發(fā)出的聲音最強(qiáng)，毫伏表指針達(dá)到最大值，示波器上出現(xiàn)橢圓形（或圓型）。此時停止調(diào)頻，在葉片上均勻地撒上沙子，觀察葉片振動節(jié)線形狀（若節(jié)線不清楚，可以短暫地調(diào)高功率放大器輸出旋鈕至刻度16,隨后恢復(fù)到刻度10以下位置），記錄頻率值，描畫葉片節(jié)線圖。繼續(xù)改變信號發(fā)生器的頻率值，按第4步驟中的方法找出葉片的其他各階振型和頻率值。整理和處理實驗數(shù)據(jù)。四、有關(guān)數(shù)據(jù)和理論公式:等截面葉片彎曲振動的頻率計算公式尸aEJ

f=—■——a12弋pA式中：fa——葉片彎曲振動的自振頻率，Hz；1——葉片的長度，m；E一葉片材料(鋁材)的彈性模量，73GPa；J——葉片截面的最小慣性矩，J=bh3/12,m4；其中b、h為葉片寬度與厚度；A——葉片截面面積，A=bh，m 簡述本實驗方法的工作原理與理論公式; 簡述本實驗方法的工作原理與理論公式; 列出已知數(shù)據(jù)，以及實驗結(jié)果；p——葉片材料材料密度，2908kg/m 分析誤差原因，以及實驗中的反?，F(xiàn)象; 分析誤差原因，以及實驗中的反?，F(xiàn)象;a——系數(shù)，一彎時為3.515，二彎時為22.03。等截面葉片一階扭曲振動頻率計算公式f=-GJT

1 21\pJL0式中：f——葉片一階扭曲振動頻率，Hz；G一剪切模量，G=由二，其中p=0.32；2(1+R)1.JT—截面抗扭幾何剛性系數(shù)，JT=