机械振动基础实验报告答案
时间：2020-09-27 16:39:19 来源：勤学考试网 本文已影响 人 
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实验报告
学号：
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班级：
组别：
成绩：
实验成绩及评分标准
实验评分标准：
实验成绩按在实验室学生的实际操作情况和实验报告情况综合评分
实验实作成绩评分以学生在实验室中完成实验内容、实验要求和试验结果分析等给出评定成绩，实验总成绩按照各个实验成绩平均给出。
实验报告成绩按照学生完成实验报告、实验中对实验现象的观察、实验结果的分析等方面综合给出实验成绩，实验结果的分析等情况评定成绩，评定按：不及格（<60）、及格(60-70) 、中等(70-80) 良好(80-90)、优秀(>90)
实验报告一 振动测试与控制实验系统认知与使用
实验日期： 实验组别： 实验成绩：
振动测试与控制实验系统有哪几部分组成？简述其各部分功能。
答：振动测试与控制实验系统由“振动测试与控制实验台”、“激振与测振系统”、“动态采集分析系统”组成。振动测试与控制实验台用于承载实验装置，产生振动源，收集振动信号；激振与测振系统用于调整振动源，得到需要的振动频率，测试振动大小；动态采集分析系统用于人们能清晰明了的看到振动现象，用线条表达振动的过程。
采用信号发生器-激振器的激振系统，在使用中应注意哪些问题？
答：信号发生器的输出不能短路，放大器输出合适，输出电压不应过大，正常使用一般小于5V；保证接线正确；调压器的电压调节不应过高；转动过程中切记不可用手等物件碰转动件
实验完毕前或中间暂停较长时，将信号发生器的电压输出归零；调压器电压调到最小，才可关闭电源，否则带负荷关机会造成设备损坏；只有接入的传感器为IEPE（ICP）传感器时，才能选择IEPE输入方式，否则会损坏传感器。
本实验所用传感器如何安装？安装时应注意哪些问题？
答：本实验所用传感器为电涡流位移传感器，使用时将电涡流位移传感器接到专用的前置器上，用专用的连接线连接采集仪和电涡流传感器的前置器，输入灵敏度，输入方式SIN_DC，即可测量位移。安装时应主意传感器不要和被测物体距离过近，传感器前端应与被测平面平行，要固定好传感器的位置。
4、如何根据传感器类型选用和设定通道参数？简述通道参数设定的过程和步骤，注意哪些问题？
答：通道参数的设置，新建项目后，首先是通道参数设置：在一起启动前，根据不同传感器接入不同的适调器，如压电传感器，接入电荷适调器；应变传感器，接入应变适调器。系统启动之后软件可自动识别相应通道的测量类型，并在“通用参数”下“测量类型”项对应通道位置显示所接适调器的类型或可测量类型，如果没有接入适调器，“测量类型”项对应通道显示为“电压测量”。本实验所用传感器类型为压电式传感器（ICP）和普通压电式传感器，磁电式速度传感器和涡电流式位移传感器。压电式加速度传感器（IEPE ICP）直接接入动态采集器DH5923，（压电式加速度传感器和压电式力传感器），对应通道需接入电荷适调器再接入DH5923；其它传感器（磁电式 涡电流式），对应通道，接“电压测量”，根据对应通道所用传感器对比此通道的“工程单位”和“灵敏度”项进行设置，该通道的被测物理量的大小选择合适的量程范围，如果被测物理量大小不确定时，先将量程范围设置为最大，然后进行予采样，根据所采数值大小调整测量范围；根据实验情况，设置“上线频率”、“输入方式”等子项。只有接入的传感器为IEPE（ICP）传感器时，才能选择IEPE输入方式，否则会损坏传感器。
5、如实验对象所要求的分析频段在60Hz—270Hz，如何设定测试系统的采样频率和分析频率？如果设定不合理会产生何种情况？（用实验记录图表对比分析）
答：若实验对象所要求的分析频段在60Hz—270Hz，则设定测试系统的采样频率为0.5Hz，分析频率为5Hz；如果设定过大，则会使波形过于密集，如果设定过小，则会使数据采集部完全。
6、用信号发生器发出一信号，采用测振采集分析系统，对此信号进行统计分析和简单频谱分析，并作简单说明。
答：采集的信号为
统计得：最大值：545.0；最小值：-544.1；平均值：-9.1；有效值：379.1；峰峰值：1089.1；频率：200.2；
由FFT实时谱 FFT平均谱可知其FFT曲线呈周期性变化；幅值为110，周期15.2.
由频率响应图可知在时间t为193.4是得到频率响应图线，峰峰值：1089.1；频率：200.2；。
实验报告二 机械振动基本参数测量
实验日期： 实验组别： 实验成绩：
1 测振系统由哪几部分组成?分别简述其功用。
答：测振系统由简支梁、激振器、速度传感器、变换器、电荷适调器、动态信号采集器和计算机系统及分析软件组成。
简支梁：承受载荷。
激振器：信号发生器。
速度传感器：感受被测速度并转换成可用输出信号的传感器。
变换器：是将信源发出的信息按一定的目的进行变换，传递位移信号。
电荷适调器：传递加速度信号。
动态信号采集器：采集所得的信号。
计算机系统及分析软件：将采集器所采集到的动态信号进行分析，用图表的方式直观的把速度、加速度、位移表达出来。
2设定一振动激励，用测振控制和动态采集分析系统，用加速度传感器 、速度传感器和位移传感器进行振动信号的采集，对采集信号进行时域统计分析，频谱分析，光标读数等保存为Word图，并作简单说明。
3根据上图得到实验数据和图表，对比激振信号得到单一激振频率下简谐振动 根据
传感器类型
频率
位移
速度
加速度
位移
速度
加速度
1）根据位移幅值，计算速度、加速度。
2）根据速度，计算位移、加速度。
3）、根据加速度，计算位移、速度。
对比测量结果和计算结果，分析二者之间的差异
实验报告三 单自由度系统强迫振动特性的测量
实验日期： 实验组别： 实验成绩：
如何安装组成单自由度振动系统？应注意哪些问题？
安装激振器和传感器。用固定台架将激振器安装在简支梁靠近端部的位置，并将压
电式力传感器串接在激振器与梁之间，使激振器顶杆保持一定的预压力，用磁性座将压电式
加速度传感器固定在简支梁适当位置。
应注意：传感器和激振器的安装位置；信号发生器输出值需要合理设置；采样频率要保证采集的信号没有幅值失真。
该测试与控制系统由那几部分组成？简述其功用。
激振器：产生振动的仪器
力传感器：感受外力并转换成可用输出信号
震动传感器：监测旋转机械的振动情况
数采分析仪：数据采集分析
激振信号源：产生振动信号
计算机系统及分析软件：分析激振的现象及结果
启动扫频激振系统应注意哪些问题？在测试中应注意哪些问题？
启动扫频激振系统注意：
扫频起点、步进长度、扫频终点，在使用时，控制器可直接生成振动曲线。做一个适当频谱的正弦振动，找到共振点，得物体的固有频率。所以应该选择合适的扫描范围和扫描频率，使得振动曲线能够很好的反应实验的属性，已完成预期的结果。
测试中应注意：
在测量模态阶数比较低时，可将激振器安装在靠近固之端或简之端附近。对于其它结构，在测试过程，应变换几次激励点的位置，检查是否有遗漏的模态.
4、将实验中采用扫频法得到强迫振动的幅频特性曲线的实验图表以WORD格式插入，并做简单说明,(无阻尼和小阻尼分别扫频强迫激振)
5、将实验数据 中，关键点读出记录在表中，并以下计算。
频率(Hz)
0
14.6
15.8
16.7
12.9
0.9
15.7
2.4
16.6
17.2
13.3
0.6
振幅
0.002
0.324
0.461
0.325
0.324
0.137
0.463
0.104
0.658
0.476
0.567
0.182
确定系统固有频率，其系统固有频率有哪些参数确定。
无阻尼单自由度强迫振动系统固有频率与系统的质量和刚度有关，与系统受到的激励无关。
小阻尼单自由度强迫振动系统固有频率 与无阻尼单自由度强迫振动的频率和阻尼比有关。
确定阻尼比，找到半功率点0.707Amax，然后在幅频特性曲线上确定、利用式计算出阻尼比
实验报告四 三自由度钢弦振动实验
实验日期： 实验组别： 实验成绩：
三自由度钢弦振动实验安装时应注意哪些问题？
钢弦与重锤连接时应注意不要把钢弦接头弄坏；
重锤底部不能与实验台接触，以免不能使钢弦张紧；
重锤与钢弦连接好之后要轻放在实验仪器上，以免使钢弦损坏。
如何使用扫频激振系统？正弦扫频时激励时应注意哪些问题？
安装激振器和传感器，用固定台架将激振器安装在简支梁靠近端部的位置，并将压电式力传感器串接在激振器与梁之间，使激振器顶杆保持一定的预压力，用磁性座将压电式加速度传感器固定在简支梁适当位置。之后采集器参数设置、信号发生器参数设置、测量。正弦扫频时激励时应注意扫频的电压不要太高，并且不要碰到实验仪器。
根据不同张拉质量下，计算不同张力下各阶固有频率的理论计算值与实测值
表1
弦丝张力
T=1×9.8 (N)
T=2×9.8 (N)
固-有频率
理 论 值
14.4
26.6
34.8
20.3
37.6
49.1
实 测 值
14.3
26.4
34.6
19.6
37.2
49.5
系统的各阶固有频率为：
一阶固有频率
二阶固有频率
三阶固有频率
式中： 弦上集中质量 m=0.0045 千克
弦丝长度 L=0.625 米
4、 绘出观察到的三自由度系统各阶振型曲线。
一阶主振型 二阶主振型 三阶主振型
5、 将理论计算出的各阶固有频率、理论振型与实测固有频率、实测振型相比较，是否一致? 产生误差的原因在哪里?
进一步可计算出各阶主振型A(i),(i=1,2,3):
由上可知，理论计算出的各阶固有频率、理论振型与实测固有频率、实测振型有误差，产生误差的原因可能是仪器的安装和测量时的误差。
6 以三自由度系统一阶振型为例，影响振型的因素有哪些？
答: 以三自由度系统一阶振型为例，影响振型的因素有频率、初相值、质点的位移幅值等。
实验报告五 拍振实验
实验日期： 实验组别： 实验成绩：
拍振实验系统由哪几部分组成？简述功用。
答：简支梁，调速电机，振动传感器，激振器，力传感器，数采分析仪器，计算机系统及分析软件。简支梁起支撑作用；调速电机用于调节偏心块转速，输出振动；激振器输出振动；振动传感器和力传感器各用于接收振动及力的信号；数采分析仪器用于分析信号信息；计算机系统及分析软件用于图形或模型分析。
安装拍振实验系统应注意哪些问题？具体实验步骤时应注意哪些问题？
答：偏心电机的电源线接到调压器的输出端，调压器电源线接到调压器的输入端要防止接错，要注意调压器的输入和输出器不能接反，要注意调速电机安装在简支梁中部。激振器固定在实验台基座上，并在简支梁上安装力传感器，通过螺杆将激振器与力传感器相连，并用螺母固紧。加速度传感器布置在偏心电机和激振器的中间位置。具体实验步骤时应注采样频率一般设置为采集信号的10倍至20倍，保证采集的信号没有幅值失真。量程范围一般设置为采集信号的1.5倍，保证较高的信噪比。
实验数据
表1
分 振 动
分 振 动
频 率
=( 31 )Hz
=( 32 )Hz
幅 值
=( 58.5 )
=( 53.5)
将拍振波形以WORD形式插入，分析仪上观察到的拍振波形。
根据实验波形读出数据计算拍振波形的、、、、。
答：A max=（140.5+83.9）/2=112.2um，A min=（89.4-78）/2=5.7um
= 31.5Hz =0.5s
=1/0.5=2Hz
如改变激振器频率或电机转速，观察拍的频率的变化。实验与理论是否一致？
答：不一致，外界有干扰，会影响拍振频率。
对结构来讲，拍是不利的现象，如果拍的最大振幅大于允许值，则必须消除或减弱拍的现象。你用什么方法来改变拍的现象呢？
答：增加干扰振动，增加两振动的频率差距。
实验报告六 隔振实验
实验日期： 实验组别： 实验成绩：
隔振实验系统由哪几部分组成？安装时应注意哪些问题？
答：系统组成部分：速度传感器，加速度传感器，力传感器，螺杆，基座，激振器，DH 1301接口，电脑。安装是注意问题：传感器与被测物体的距离适中，接入电路前关闭电源。
影响隔振效果的因数有哪些？
答：有支承结构，小中间质量，刚度等
3、根据实验数据整理后填写处理下表：
频率范围
频率f
第一通道振幅
第二通道振幅
传动比T
隔振效率
39Hz
5.1
3.07
0.598
40.2%
50Hz
6.05
3.4
0.562
43.8%
60Hz
7.53
4.52
0.600
40.0%
120Hz
6.84
3.86
0.564
43.6%
240Hz
4.01
2.29
0.576
42.4%
400Hz
0.79
0.47
0.595
40.5%
在该实验中隔振效果应该如何评价？
答：该实验中的隔振效果虽然有明显的效果，但是由于实验的设备问题，不能取到预期的效果。
将隔振实验波形以Word形式，并对结果进行分析。
6、测量本实验系统中的毛毡隔振数据，有何评价？
测量数据：隔振前：5.1；隔振后3.3
隔振前：6.1；隔振后：2.9
隔振前：10.1；隔振后：6.9
评价：此隔振平均效率为39.81%，效果明显的不如理论中的，影响因数有设备的不精确，安装的不规范，调节频率时产生的误差，电路误差等等，但是依然能看到隔振的效果。
