实验题目：悬臂梁固有频率测试实验数据处理
一、实验要求以下：
1. 用振动测试的方法，识别一阻尼结构的（悬臂梁）一阶固有频率和阻尼系数；
2. 了解小阻尼结构的衰减自由振动形态；
3. 选择传感器，设计测试方案和数据处理方案，测出悬臂梁的一阶固有频率和阻尼
根据测试曲线，读取数据，识别悬臂梁的一阶固有频率和阻尼系数。
二、实验内容
识别悬臂梁的二阶固有频率和阻尼系数。
三、测试原理概述：
1，瞬态信号可以用三种方式产生，有脉冲激振，阶跃激振，快速正弦扫描激振。
2，脉冲激励用脉冲锤敲击试件，产生近似于半正弦的脉冲信号。
信号的有效频率取决于脉冲持续时间τ，τ越小则频率范围越大。
3.幅值：幅值是振动强度的标志，它可以用峰值、有效值、平均值等方法来表示。
频率：不同的频率成分反映系统内不同的振源。
通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值大小，可以看到共振时的频率，也就可以得到悬臂梁的固有频率
实验步骤及内容
1，按要求，把各实验仪器连接好接入电脑中，然后在悬臂梁上粘紧压电式加速度传感器打开计算机，。
2，打开计算机，启动计算机上的“振动测试及谱分析.vi ”。
3，选择适当的采样频率和采样点数以及硬件增益。
点击LabVIEW 上的运行按钮（Run ）观察由脉冲信号引起梁自由衰减的曲线的波形和频谱。
4，尝试输入不同的滤波截止频率，观察振动信号的波形和频谱的变化。
5，尝试输入不同的采样频率和采样点数以及硬件增益，观察振动信号的波形变化。
6，根椐最合适的参数选择，显示最佳的结果。
然后按下“结束按钮，完成信号采集。
最后我选择
f为512HZ,采样点数N为512点。
的参数是：采样频率
s
7，记录数据，copy读到数据的程序，关闭计算机。
第一次实验数据记录及分析：
为了准确读取数据，可以在原程序中增加一个可以读取框图。
是第一组衰减振荡信号的数据图。
任意选取其中幅值较大的连续的7个幅值，得到如下数据及处理如下：
111111112345671111112340.13806;0.12707;0.11365;0.10632;0.09167;0.09045;0.0818413;331815;473314;614714;d d d d A A A A A A A T s T s T s T s ========-==-==-==-=234567幅值：时间：T =4s ,T =18s ,T =33s,T =47s,T =61s, T =74s, T =88s;
1156746113;887414d d T s T s
=-==-=
11171222
110.053980.089510.08951;0.014253770.034452 6.28
14,11410.01425313.99858()
1HZ 1n d d n A IN IN A T s T S T δδξπξξωωω=
=======
=-=⨯-=-=11d d n n d 从得到的周期可知，T ，而T 得T 为有阻尼的信号周期，T 为无阻尼信号的周期。
另外，从时域图中可以看到在频率测量出阻尼固的频率为36.88，根据212
2
1
36.8836.88375
110.014253
n ωξωξ
-=
=
=--d
得，
第二次实验记录，以下第一个框图为了准确读取数据，在原程序中增加一个可以自动捕抓功能
的读取框图。
后面两个是原来程序的框图，记录数据和处理数据如下。
以上是第二次的实验曲线，任意选取其中幅值较大的连续的7个幅值，得到如下数据及处理如下：
22222123452267122221
2
3
4
0.3886;0.32634;0.30681;0.2885;0.23479;0.22625;0.19939
241014;382414;523814;665214;
d d d d A A A A A A A T
s T
s T
s T
s ========-==-==-==-=234567时间：T =10s ,T =24s ,T =38s,T =52s,T =66s, T =80s, T =94s;225622806614;948014(,)
d d T s T s A T =-==-=表示第二次数据的幅值和时间;
22172222
22
2
110.38830.111130.11113;0.017696
60.199392 6.28
1411410.0176913.99781()
1HZ.1n d d n n A IN
IN A T s T S T δδξπξξωωξω========
=-=⨯-=-=-=
d d N n d 从得到的周期可知，T ，而T 得T 为有阻尼的信号周期，T 为无阻尼信号的周期。
同样，从时域图中可以测到的阻尼固的频率为36.84根据得，2
2
2
36.84577HZ
110.01769
ξ=
=--
以上是第三次实验的曲线，任意选取其中幅值较大的连续的7个幅值，数据读取及处理如下：以下框图是为了准确读取数据，在原程序中增加一个可以自动捕抓功能的。
33333123453367133331
2
3
4
0.6134;0.53772;0.50598;0.43884;0.38147;0.3656;0.31921
301515;433013;574314;715714;
d d d d A A A A A A A T
s T
s T
s T
s ========-==-==-==-=234567幅值：时间：T =15s ,T =30s ,T =43s,T =57s,T =71s, T =85s, T =99s;335633857113;998514,d d T s T s A T =-==-=表示第二次数据的幅值和时间
31337332232
110.6134
0.108860.10886;0.0173346
60.319212 6.28
1411410.01733413.9979()
136.86n d d A IN
IN A s T S T δδξπξξ========
=-=-=-3d d N n 从得到的周期可知，T ，而T 得T 为有阻尼的信号周期，T 为无阻尼信号的周期。
同样，从时域图中可以测量到梁的有阻尼固的频率在频率为时，所以在此组数据中，3232
2
1
36.86.136.76552(HZ)
110.017334
n n ωωωξωξ
=-=
=
=--d d
d 采有阻尼固的频率＝根据得，从上面的数据处理中可知：
1ξ＝0.014253; 2ξ=0.01769; 3ξ=0.017334; 136.88375()n HZ ω= 236.84577(HZ)n ω= 336.76552(HZ)n ω=
则阻尼比可采为： 123
0.016433
ξξξξ++=
=;
无阻尼固有频率为： 12336.87109()3
n n n
n HZ ωωωω++=
=
理论上的固有频率为：41.65()HZ 固理f ＝ ;它与实验测到的数据的一些误差。
参数选择利用的公式：∆≤=
12m f ,1
s f =∆
;2s m f f ≥,N=s f ∆. 问答题：1脉冲激振的特点是什么，脉冲激振还可以用于那些方面？2、对于大型工件如车床床身、汽轮机轴等能否采用脉冲锤激振？
1答：脉冲激振是给试件施加一脉冲力，试件在脉冲力的作用中将产生一自由振动。
它具有简便高效的特点，便对激励点，拾振点等的选择会有较高要求。
脉冲激振还可以用于结构动态测试和无损探伤，利用脉冲激振模态分析法对300MW 汽轮机松装叶片等仪器设备的静频测量，利用脉冲激振的方法用加速规检测食物的品质，等等答： 2答：可以，一般脉冲锤测量范围为0~500N ，固有频率为0~60Hz ，而大型工件的固有频率都比较小（小于60Hz ），虽然在作激振时所需的激振力比较大，但脉冲锤所能得到的力足够达到所需的力的大小。
在对一些大型结构，难以购置大量传感器，只对结构的脉冲振动响应信号作谱分析，也可获得满足工程要求的一些信息。