強度振動試驗報告包含梁模態(tài)試驗和轉(zhuǎn)子動力學試驗

2022年6月實驗一單自由度系統(tǒng)的動力吸振實驗、實驗目的通過對單自由度系統(tǒng)施加動力吸振器，減小其振動量，觀察實驗現(xiàn)象，靈活掌握動力減振實驗方法.二、實驗內(nèi)容基于二自由度反共振原理設計動力吸振的根本理論，測試單自由度系統(tǒng)的固有頻率，了解動力吸振器的設計過程，采用動力吸振器后單自由度系統(tǒng)的減振效果.所謂吸振就是將原系統(tǒng)的振動能量轉(zhuǎn)移到附加系統(tǒng)，從而使原系統(tǒng)的振動減小.動力吸振器利用聯(lián)結(jié)在振動系統(tǒng)上的附加原振動系統(tǒng)的振動能量轉(zhuǎn)移到附加的彈簧質(zhì)量振動系統(tǒng)上了.單式動力吸振器是一個單自由度振動系統(tǒng)，與單自由度振動主系統(tǒng)模型如右圖所示.主系統(tǒng)質(zhì)量m;,剛度k,位移yi.吸振器質(zhì)量m,剛度k,位移v.激擾力為FsinOt系統(tǒng)的運動微分方程如下(無阻尼):miVikikzyi-k?yz=FsintmiV?k?y?-yi=0設其穩(wěn)態(tài)響應為yi=Aisinty?:A?sintk?k?7mzFsinwtm:—22~2k1*2:21"2:),Fk?A2-k?k?-m?-k?-m?m-k?令」=ki/n主系統(tǒng)的固有角頻率；,.2=k?/m2動力吸振器的固有角頻率；-st=F/k?主系統(tǒng)的靜位移；AA?1當單式動力吸振器的固有角頻率.2等于外力的角頻率與時，外力正好等于動力吸振器的彈性恢復力k?A?.此時設備不振動，從而到達了減震的目的.因此，可以調(diào)節(jié)動力吸振器的質(zhì)量"或剛度“,使其起到減震的目的.設備安裝了動力吸振器后，整個系統(tǒng)變成了兩個自由度.共振峰對應的整個系統(tǒng)的固有頻率0a,限制動力吸振器的固有角頻率0隨外力角頻率成正比變化的場合本次實驗主要采用江蘇聯(lián)水平學教學裝置、力錘、位移傳感器、YE6251數(shù)據(jù)采集儀、計算機、激振器等.節(jié)附加質(zhì)量塊桿的長度使其與上面的單自由度系統(tǒng)的固有頻率一致.的幅度.Am×GAm×Gn62si力學收學裝n62sia國班工分新采紅狀理系性+手樣推次44022315出北排8x0型青的名言度有青的名言度有用直南在形大通聚系較熱讀Rbx]Rrr改費4:X時問決形4#TW*CSR建遺有性+圖g=-0aw,aueini@aueini@(2)吸振器固有頻率由圖2可知：39.7HZne2sl醫(yī)法力年教學裝工采得社理a袋時間治十Ba4022945生北排2習習周額A*A*長5王花示流0000000需0由度歷最塊的質(zhì)，1位1.3kgm為Dtg對力極揮思的所量他車種臣樂Omaxm低凝低凝(3)無吸振器的試件原始響應，可以發(fā)現(xiàn)固有頻率時的響應幅值E雙m6251E雙m6251VBB架群方云學理度和1拉第4度二按*獲性*獲性*148時4存業(yè)拓徑8142201-5試數(shù)號4存業(yè)拓徑8142201-5試數(shù)號F態(tài)州tT列密卷e4丙興x也x一素莖罐莖開團12543115$簽，494簽，49AxCmAAxCm要省出度發(fā)塊的度量水均加.x心均為加.到動力疑我造的量加a?(4)加上吸振器后的響應，可以發(fā)現(xiàn)固有頻率時的響應幅值明顯降低或或Dme251動力學收學裝置采和家率FcoE1分析AV·采理方式采揮長理然電干干地次眾存建場征4:A14022911-5√自雞加過整號工厘消息o福度w6.c00.30?1800”120”10007000]8000上委子工單日由虛系統(tǒng)上委子工1屬獲所統(tǒng)數(shù)數(shù)E保更a273的m√xx利工程情1118下解序雨+元用民序mt放形42=8Y×0地區(qū)時網(wǎng)波形4時網(wǎng)波形4$山我京張，代例號卷比要為和出正說病號。圖，以并責書J要量決稈的長重伊真開上面的單后由唐家與下加度度有物理理塊安簽于地一下易量塊上，打開信號遵讓其對她一圓量領教理，這時記要下加度度有七、實驗分析單自由度系統(tǒng)在固有頻率下發(fā)生共振，產(chǎn)生較大的響應幅值.接入吸振器后，系統(tǒng)成為二自由ii;i1ii;i階模態(tài)阻尼比1=&o/2以.等分18份，測量中間的17個測點，進而獲得前四階模態(tài)參數(shù).取第5點作為響應點，依次敲擊1至17 2ku數(shù)矩陣的某一列，同樣可以得到近似的各階模態(tài)向量.本次實驗主要采用力錘、加速度傳感器、YE6251數(shù)據(jù)采集儀、計算機等.五、實驗步驟1、”在教學裝置選擇”中，選擇結(jié)構類型為“一端簡支一端固支梁”,選擇等份數(shù)為18,測量17個測點2、采用多點鼓勵單點響應方式時，將拾振點放在第5點.采用單點鼓勵多出前4階頻率：(2)多點鼓勵單點響應(5號點)前4階振型aiEirf兒周修m44舊田giwr班型項油HRr-fiiis*mm￥此IF-2K.naIF-2K.naRiJK3-M日*-3LF調(diào)入時域波型機入信號m督甲或信考加案m用景于三香霜石并斷以玄第心川[f/xjtw=rtFsmaw開電占卅電占卅K抬00心口掃興端田昌齊第麗E一期制」]卅工1坦或jJ/麗?E凱4防振型動并減-O*BM《MRL.r>L-4^[OIDIKp2脂掘型動(5)兩種方法結(jié)果比照本次實驗中，試件梁的結(jié)構尺寸：長1=610mm,寬b=49mm,厚度h=8.8mm.材料參數(shù)：45#鋼，彈性模量E=210GPa,密度P=7800Kg/m橫截面積：A=49<8&4.32104M截面慣Tt矩：I=絲絲旦=2.8父10,m.據(jù)此可求出一端周支一端簡支梁的理論固有頻率.下表為利用多點鼓勵單點響應和單點鼓勵多點響應兩種方式測得的實驗值和理論值的比擬.表1兩種方式實驗值與理論值的比擬固有頻率(Hz)一階二階三階四階理論值實驗值多激單響單激多響多激單響單激多響實驗三轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速測量實驗1、觀察轉(zhuǎn)子在亞臨界、臨界及超臨界的工作狀況2、計算轉(zhuǎn)子的理論臨界轉(zhuǎn)速，并與實測值作比擬3、分析研究在實驗中產(chǎn)生的各種物理現(xiàn)象，了解影響轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的各種因素.4、熟悉實驗設備及其操作方法；熟悉軟件應用.進行比擬.支承一聯(lián)軸器電動機-支承一聯(lián)軸器電動機-_底座D圖9為臨界轉(zhuǎn)速實驗裝置示意圖，其結(jié)構為單盤轉(zhuǎn)子以簡支形式支承在滑動軸承上.實驗圓盤安裝在軸的跨度中間.整個轉(zhuǎn)子由變速電動機帶動旋轉(zhuǎn)，電動機的轉(zhuǎn)速通過調(diào)壓變方向分別安裝兩只互相垂直方向分別安裝兩只互相垂直輸入示波器的X、Y軸，可以合成顯示轉(zhuǎn)軸軸心的運轉(zhuǎn)軌跡.實驗中采用軟件中的重采位置就是振動相位零角度對應的實際位置.同時，轉(zhuǎn)速脈沖信號輸入測量系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速輸入通道用于轉(zhuǎn)速測量.轉(zhuǎn)速的測量可以通過計數(shù)器測量單位時間內(nèi)鍵相位脈沖的個數(shù)得到〔計數(shù)法〕,可以測量2個鍵相位脈沖之間的時間T得到〔測周期法)振動傳感器：旋轉(zhuǎn)機械的振動測量有多種傳感器，其中電渦流傳感器為非接觸式，用于直接測量旋轉(zhuǎn)軸的振動位移.振動測量模塊可以給電渦流振動位移傳感器提供工作電源、對反應的振動信號進行測量、分析.等角度數(shù)據(jù)采集：不同于一般數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的是旋轉(zhuǎn)機械的振動數(shù)據(jù)采集必須保證等角度，即：在轉(zhuǎn)子的每個轉(zhuǎn)動周期T內(nèi)采集Kph個數(shù)據(jù)，稱之為等角度采樣或稱整周期采樣.樣時間波形，即可看到轉(zhuǎn)子軸心軌跡四、實驗步驟1.測量參數(shù)設置分析模式：瞬態(tài)軸心軌跡：旋轉(zhuǎn)機械振動實驗的一個突出特點.在旋轉(zhuǎn)軸的水平、垂直兩個AT:0.0391msKph:128工程信息階次分辨率：0.125X轉(zhuǎn)速限制：通過轉(zhuǎn)速限制數(shù)據(jù)采集的進行轉(zhuǎn)速間隔：50rpm測量通道各參數(shù)見下列圖道道號通道標志科合1量程范圍剛〕1量程范圍m〕1上限靈勵度OHIU)工程里位D#H鯽XX2000250.QPASS3r>JXXXK2M0250.0PASS8V-m主參數(shù)期層內(nèi)容圖103.信號選擇對照圖11的信號選擇對話框，選擇需要顯示的信號類型用用曰……事中可選信號已選信號………欣法速曲時通間mH個記錄方式I-區(qū)SHI-清度)I幫助4.調(diào)出Bode圖的相頻曲線(1)首先建立顯示Bode圖的幅頻曲線窗口；(3)進入“坐標”,在右下“Y軸”選項下拉菜單中選擇“相頻”,如圖12顏色I字體I線形I選項坐標I行默認刻度r自動刻度r固定刻度固定發(fā)城的丫輛最值X軸最小值[ToreTcs丫湖最小值|-iso3^最大值|45@.04Y輸最大值[130數(shù)據(jù)小數(shù)點后有數(shù)位X軸|1二Y軸[0三|其他時間軸相對時間極坐標圖廠每條曲線具有獨立的X方向刻度相頻塌值?V加權0分貝參值值r應用于同類型膏口I確定取消應^建)I由主菜單“顯示”中選擇“轉(zhuǎn)速顯示”,調(diào)出轉(zhuǎn)速顯示框，顯示框大小、位置可調(diào)整.由主菜單“限制”中選擇“啟動采樣”,進入數(shù)據(jù)采集圖13所示的測試界面分別顯示了重采樣波形、階次譜、Bode相頻曲線、Bode*翻式中：J式中：J一截面的慣性矩，五、相關材料數(shù)據(jù)及理論公式該實驗軸徑d=9.5mm,跨度I=24cm,質(zhì)量m=800g1.無盤有重軸的臨界轉(zhuǎn)速cocr軸P一轉(zhuǎn)子材料密度：A一轉(zhuǎn)軸的截面積，7800kg/m32πd2.單盤無重軸的臨界轉(zhuǎn)速6cr盤A=4,m23144348210103.;49.5103.單盤均質(zhì)軸轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速與cYr軸Ncr因此'Wer.Wcr盤2+Wer軸26032+21092109603=579.77即理論臨界轉(zhuǎn)速為5539.2rpm,由圖13可知，實測臨界轉(zhuǎn)速為4096rpm,實測值比理論值小.六、實驗數(shù)據(jù)記錄與整理表2實驗記錄數(shù)據(jù)速撓度圖14實