结构强度与振动试验报告

梁的振动实验报告实验目的改变梁的边界条件，对比分析不同边界条件，梁的振动特性(频率、振型等)。 对比理论计算结果与实际测量结果。正确理解边界条件对振动特性的影响。实验内容对悬臂梁、简支梁进行振动特性对比，利用锤击法测量系统模态及阻尼比等。实验原理1、固有频率的测定悬臂梁作为连续体的固有振动，其固有频率为：=(九1)2 ：-1L,其中r = 1,2,.，rrp Al 4其一、二、三、四阶时，九 1 = 1.8751、4.6941、7.8548、10.9955r简支梁的固有频率为：3 = U 釜其中r=1,2,其一、二、三、四阶时，九 1 = 4.7300、7.8532、10.9956、14.1372.r其中E为材料的弹性模量，I为梁截面的最小惯性矩，p为材料密度，A为 梁截面积，l为梁的长度。试件梁的结构尺寸：长L=610mm,宽b=49mm,厚度h=8.84mm.材料参数：45#钢，弹性模量E = 210 (GPa),密度p =7800 (Kg/m3)横截面积：A = 4.33*10-4 (m2),bh3截面惯性矩：J= =2.82*10-9(m4)12则梁的各阶固有频率即可计算出。2、实验简图CA-YD-1073IE6251YEGEEinYEE汨】Y2YE6e51Y3YE6251!f5TE625LY6拆动测量 与瀰综合仪器功率 防:器.题洁号阻尼 调节器力测屋仪.3内装信号采集分族件/ 计算机图1悬臂梁实验简图图2简支梁实验简图实验仪器本次实验主要采用力锤、加速度传感器、YE6251数据采集仪、计算机等。图3和图4分别为悬臂梁和简支梁的实验装置图。图5为YE6251数据采集仪。图3悬臂梁实验装置图图4简支梁实验简图图5 YE6251数据采集分析系统实验步骤1：在教学装置选择中，选择结构类型为悬臂梁，如果选择等份数为17, 将需要测量17个测点。2:本试验可采用多点激励，单点响应的方式，如果是划分为17等份，请将拾振点放在第5点。3:请将力锤的锤头换成尼龙头,并将力通道的低通滤波器设置为lKHz,将拾振 的加速度通道的低通滤波器设置为2KHz。4:用力锤对第1点激振，对应的激励为fl,响应为1,平均3次，对应的数据 为第1批数据，以此类推，测量完全部测点。5:选择教学装置模态分析和振型动画显示，调入测量数据进行分析。6：在教学装置选择中，选择结构类型为简支梁，如果选择等份数为17, 将需要测量17个测点。重复25的步骤，得到简支梁的试验数据和结果。 实验数据记录和整理图6悬臂梁的传递函数幅值和相位爨教学装置模态分析与振型动酉显示模态分析卢b画控制一视图选择|審视图 zl动画HQ 阶|下一阶|拆幅速度厂F几何位置-x釉旋转Y轴能转厂2轴能转LP网格显示1阶振型动画2阶振型动画阶数：1 频率:咔）F=95.21 阻尼比 D=3.41阶数：2 频率:H刃F=263.67 阻尼比 D=1.67阶数：3 频率:咔）F=522.46阻尼比DT.66 崑阶数：4 频率:旳F=876.46 阻尼比 0=0.744阶振型动画3阶振型动画开始曲IT令2345网 振动型粱的擴回i 4530. do.H釆集程序理 Modelex.缶yxtraw9:32图7悬臂梁的固有振型、频率和阻尼比矍敎学装置模态分析与振塑动画显示亟振型动画测点号|1输入信号加窗1力窗窗参数匝1 %响应信号协窗1指数窗创窗参数 1 %计算传递函数澜入时域邂形试验项目 lie： 201yxti5-5y：计算全部倍递函数橈恣定阶二收取方法自动拧手动开始模态定阶保存模态结果I 清除啜取的模态-95.21 Hz263.6T Hz522.46 Hz876.46 MeF 开始K*3 2345.営據动时梁的时4530.*采集程序娶Model8 yxt暫1片段P2 1叱丿 9:43图8简支梁的传递函数幅值和相位慶載学装置模态分析与振型动酉显示口回冈模态分析动画控制视图选择函頑动静止|上1阶振型动画2阶振型动画模脸参数拆幅IJ速度|J几何位置X轴旋转Y轴施转JZ轴能转|7网格显示3阶掘型动画4阶振型动画阶数：1 频率:He F=53.71 阻尼比D=157.80阶数：2 频率:H刃F=190.43 阻尼比 D=1.69阶数：3 频率:咔F=432.13 阴尼比 0=2.10%阶数：4 频率:咔 F=729.98 阴尼比 D=3.87图9简支梁的固有振型、频率和阻尼比屡敦学装置模态分析与振型动酉显示模态分析振幅IJ速度|j-几何位置一x轴能转Y轴旋转Z轴施携I7网格显示2阶振型动画模态参数阶数：1 频率:HzF=53.71阻尼比D =157.80阶数：2 频率:咔F=190.43 阴尼比 D=1.69阶数日 频率:H刃F=432.13阻尼比D=2.10：阶数：4 频率:咔 F=729.98 阻尼比 D=3.873阶掘型动画4阶振型动画F开始7鬲SU采集程序U采集程序圈演示程序Mo del expl ore亞農丿亦17:07屡敦学装置模态分析与振型动酉显示同冈模态分析遛旭控制视图选择动画I靜止I _Hl1阶振型动画2阶振型动画模悲参数阶数：1 频率:Hz F=53.71 阻尼比D =157.80几何位置X轴旋转JY轴旋转JZ轴旋转阶数：2 频率:咔F=190.43 阴尼比 D=1.69I7网格显示阶数日 频率:H刃F=432.13阻尼比D=2.10：阶数：4 频率:咔 F=729.98 阻尼比 D=3.873阶掘型动画4阶振型动画F开始 1鬲SU采集程序U采集程序圈演示程序Mo delexplore巧j梁的振动实验.曲逆.IT :08振型动画计篦全部倍递函数调入时域秽形试验项目 ”C：Documents and, f模态定阶收取方法r自动e手动厂奚取的模态-开始模态定阶保存模态结果I活除53. T1 Hz190.43 Hz432.13 Hz729.98 Hz采集程序采集程序演示程序Mo delexplore嚼i梁的振动实验.ES J 二 17:09单自由度系统的动力吸振实验实验目的通过对单自由度系统施加动力吸振器，减小其振动量，观察实验现象，灵活 掌握动力减振实验方法。实验内容基于二自由度反共振原理设计动力吸振的基本理论，测试单自由度系统的固 有频率，了解动力吸振器设计过程，采用动力吸振器后单自由度系统的减振效果。实验对象和装置CL-YJ-331-i.TE154D0 电动弍谢振蛊YEB251YE6251Y1fE6251YSYE6251I5YE6251Y6振动岖淙合也器扫趣言号趣It役.计算机信号并集分祈软件实验步骤1、将系统安装成单自由度无阻尼系统。2、将激振器对准单自由度系统，将信号源设置为输出正弦信号。3、在固有频率附近调节信号源的频率，观察输出幅值为最大时的频率为单自 由度系统的共振频率，同时记下加速度的幅度。4、将吸振块安装于第二个质量块上，用电涡流传感器对准此质量块，打开一 个FFT视图，并调节附加质量块杆的长度使其与上面的单自由度系统的固有频率 一致（本次实验无法调节一致，按照最接近的频率进行实验）。5、将吸振块安装于第一个质量块上，打开信号源让其对第一质量块激振，这 时记录下加速度的幅度。实验数据记录和整理调节信号发生器输出为25mA,连续调节激振器的频率，由振幅图像可知频率 在41.8Hz附近时振幅达到最大值，振幅随时间的变化图像如图1所示。系统加 上吸振器之后，在激振器频率为41.8Hz时，得到振幅随时间变化的图像如图2 所示。TEE251振动力学載学装置回区文件F 设遂 控制匚观测T 预飪理F 分析人输出口 窗口卄帮助HD|两叵 制电|0|哎|创不钦|创咲既|S|E % H fflj ?来祥频率|500二| Hz采样方式1示波创采样长度厂dE触发通道Td触发锁性|上升沿d触发电平fiid触发延迟sid平均決数Td采样批次丽d定时间隔|ios存盘路径厶|d:2011204072091-5试验名称试验号厂P自动増加试验号 工程信息25002000150010005000口回冈时風液形X=48.3398 Y=87 5451幅度】3000-5001扎AFFT波形4hJH71-!Llx-一也单自由度系统1用自由衰减法测基素蔬参数2用冲击激励法测量系统频响函数 3用稳态激扰法獗量系统参数4用正弦扫频法濒量系统参数、开始280. IJ250. I260. 0265. IJZT0.02T5. 0285. IJ通道号测点号1測量选择1工程单位1増益 1通道极性11XmA1 +22XmV1 +33XmA1 +44-才m1 +55XHio JK66才m/s210 -TXm/s210 -下加速度的幅度注意点：|正在示波.采集程序采集程序1. 将系纭安装成单自由度无阻尼系统口2. 将激振器对准单位自由度系统，将信号源设置为输出正弦信号。3. 调节信号源的频率，使单自由度系统共振 记下此频率和加速度的幅度4将吸振块安装于第二个頂量块上，用电涡猛倍感器对准此质量块，打开一个FFT视 图，以并调节阳加质量块杆的长度使其与上面的单自由度系统的固有频率一致。5.将吸振块安装于第一个區量块上，打开信号源让苴对第一质量块激振，这时记录1.双自由度质量块的质量ml约为1.3kg, m2约为0. 9Kg.动力吸振器的质量约为0. 2Kg.粱的振动实验报告图1频率为41.8Hz时振幅随时间的变化图像韜色 醴刨令钦g刎咲快木艮富E % h m工程信息单自由度系统文件F 设置 控制匚观测T 预飪理F 分析丸输出口 窗口卄帮助H采样频率（500二Hz采样方式1示波采样长度厂dK触发通道Td触发根性pd融发电平itd触发延迟d平均決数厂d采样批次丽d定时间隔|10s存盘路径|d:2011204072091-5试验名称试验号厂p自动増加试验号1用自由衰减法测量系统参数2用冲击激励法测量系统频响函数3用稳态激扰法测量系统参数4用正弦扫频法测量系统参数I正在示波.通道号测点号測量选择1工程单位1増益|通道极性1xLa1 +22XmV1 +33XmA1 +4厂Jm1 +55XN10 +6A|m/s210 -T7X|m/s210 卜采集程序采集程序1. 将丟统安装成单自由度无阻尼系统口2. 将激振器对准单位自由度系统，将信号源设置为输出正弦信号.3. 调节信号源的频率，使单自由度系统共振 记下此频率和加速度的幅度4将吸振块安装于第二个质量块上用电涡瞌倍感器对准此质量块，打开一个FFT视图，以并调节陆加质量块杆的长度使其与上面的单自由度系统的固有频率一锁。5.将吸振块安装于第一个质量块上，打开信号源让苴对第一质量块激振，这时记录 下仙速度的幅度注意点：1.双自由度质量块的质量ml约为1.3kg, m2约为0. 9Kg.动力吸振器的质量约为0. 2Kg.曹樂的振动实验报告 17:24图2加上激振器之后振幅随时间的变化图像实验分析单自由度系统在固有频率下发生共振,产生较大的响应幅值。接入吸振器后, 系统成为二自由度振动系统，在原固有频率正弦激励信号下，可以发现原系统的 振动幅值大大减小，达到吸振目的。理论上，当吸振器的固有频率和单自由度系 统的固有频率相等时，原系统振幅为零。转子临界转速测量实验实验目的1. 观察转子在亚临界、临界及超临界的工作情况。2. 计算转子的理论临界转速，并与实测值作比较3. 分析研究在实验中产生的各种物理现象，了解影响转子临界转速的各种因素。4. 熟悉实验设备及其操作方法；熟悉软件应用。实验原理转速测量:本实验系统采用的是光电转速传感器，在转轴上贴有 反光条，转轴每转动一周光电转速传感器感应一个脉冲。此脉冲就是 键相位，反光条所在的位置就是振动相位零角度对应的实际位置。同 时，转速脉冲信号输入测量系统的转速输入通道用于转速测量。转速 的测量可以通过计数器测量单位时间内键相位脉冲的个数得到（计数 法），可以测量2个键相位脉冲之间的时间T得到（测周期法）。振动传感器:旋转机械的振动测量有多种传感器，其中电涡流传 感器为非接触式，用于直接测量旋转轴的振动位移。振动测量模块可以给电涡流振动位移传感器提供工作电源、对反 馈的振动信号进行测量、分析。等角度数据采集：不同于一般数据采集系统的是旋转机械的振动 数据采集必须保证等角度，即：在转子的每个转动周期T内采集Kph 个数据，称之为等角度采样或称整周期采样。轴心轨迹:旋转机械振动实验的一个突出特点。在旋转轴的水平、 垂直两个方向分别安装两只互相垂直的位移传感器，两路信号分别输 入示波器的X、Y轴，可以合成显示转轴轴心的运转轨迹。实验中采 用软件中的重采样时间波形，即可看到转子轴心轨迹。实验步骤1、测量参数设置分析模式：瞬态阶次上限：64X阶次分辨率：0.125X转速控制：通过转速控制数据采集的进行起始转速：lOOOrpm结束转速：6000rpm （应大于临界转速）转速间隔：50rpm显示阶次：1X （显示工频振动）2、调出Bode图的相频曲线首先建立显示Bode图的幅频曲线窗口，在Bode图窗口中点击 鼠标右键，选择“图形属性”弹出右边的对话框。进入“坐标”，在 右下“Y轴”选项下拉菜单中选择“相频”3、显示转速由主菜单“显示”中选择“转速显示”，调出转速显示框，显示 框大小、位置可调整。4、测试由主菜单“控制”中选择“启动采样”，进入数据采集。5、记录每次测量的结果，撰写实验报告。实验数据记录和整理图1为临界转速是的数据图，转速为4016r/min。图2为各个转速下的db图。正在采样.江齐乐华MJS|lb 血附 0.75d = 7.5mm，这里取r = 10mm。0原始标距L = 5d = 50mm，平行长度L L + d / 2 = 55mm，这里取L = 60mm。00c00c试样采用圆柱形夹持头部，端面直径为d二15mm，实验时采用楔形夹头夹持试 0样，试样总长度L L + 4d = 100mm，这里取L = 105mm。根据上述试样设计tc0t尺寸，利用AutoCAD绘图软件画出试样如图4。05.