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振动系统固有频率的测试


实验步骤
1、幅值判别法测量
1.1安装仪器
把电动接触式激振器安装在底座上,调节电动 接触式激振器高度,让接触头对简支梁产生一定 的预压力,使激振杆上的红线与激振器端面平齐 为宜。把激振器的信号输入端用连接线接到ZJY601A型振动教学实验仪的功放输出接口。
把带磁座的加速度传感器放在简支梁上,输 出信号接到ZJY-601A型振动教学实验仪的加速 度传感器输入端,功能档位拨到加速度档的a加 速度。
激振信号为: F F sint
加速度信号为: y 2Y sin(t )
共振时,

n
,
2
X轴信号和Y轴信号的相位差为90度。根据利萨如
图原理可知,屏幕上的图象应是一个正椭圆。
实验原理
2、自谱分析法: 当系统做自由衰减振动时包含了各阶
频率成分,时域波形反映了各阶频率下自 由衰减波形的线性叠加,通过对时域波形 做FFT转换就可以得到其频谱图,从而我 们可以从频谱图中峰值处得到系统的固有 频率。
2.1 将激励信号源输出端信号波形监视,接入采集仪 第一通道(X轴),加速度传感器输出信号 经ZJY601A型振动教学实验仪后接入采集仪 第二通道(Y 轴)。加速度传感器放在距离梁端1/3处。
2.2 用DASP2000标准版双通道中的利莎如图示波, 调 节 激 振 器 的 频 率 , 观 察 图 像 的 变 化 情 况 , 用 ZJY601A型振动教学实验仪加速度档的a进行测量,观察 图像,根据共振时的判别法原理,来确定共振频率。
一、实验目的 二、实验装置 三、实验原理 四、实验步骤 五、实验结果
目录
实验目的
❖ 1. 学习振动系统固有频率的测试方法; ❖ 2. 学习共振动法测试振动固有频率的原理与
方法;(幅值判别法和相位判别法) ❖ 3.学习衰减振动波形自谱分析法测试振动系
统固有频率的原理和方法。(自谱分析法)
实验装置
❖ 1、振动系统:简 支梁、激振器。
式中:
F0
A
m 2
(1
e2 2
)2
4 2e2 4
tan
2e 2 e
2
当强迫振动频率和系统固有频率相等时引
起系统共振,共振时振幅和相位都有明显的
变化,通过对这两个参数进行测量,我们可
以判别系统是否达到共振动点,从而确定出
系统的各阶振动频率。
实验原理
1.1 幅值判别法
在激振功率输出不变的情况下,由低到高调节激振 器的激振频率,通过示波器,我们可以观察到在 某一频 率下,任一振动量(位移、速度、加速度)幅值迅速增 加,这就是机械振动系统的某阶固有频率。
实验原理
1. 简谐力激振:
由简谐力作用下的强 迫振动系统如右图,其 运动方程为:
mx Cx Kx F0 sin et
KC
m
F0 sin et
方程式的解由自由振动基和强迫振动项两 部分组成。由于阻尼的存在,自由振动基随时 间不断的衰减消失,最后,只剩下强迫振动部 分。
实验原理
强迫振动解可写成:
x Asin(et )
2.3 可通过ZJY-601A型振动教学实验仪“输出增益” 旋钮调节传感器测试通道信号的大小,调节“波形监 视调节”旋钮调节信号源输出信号幅值大小。
实验步骤
3、衰减振动法测量 ❖ 3.1安装仪器
把带磁座的加速度传感器放在简支梁上, 输出信号接到ZJY-601A型振动教学实验仪的 加速度传感器输入端,功能档位拨到加速度 档的a加速度,输出信号接到采集仪的第一通 道。
1.2开机
实验步骤
进入DASP2000标准版软件的主界面,选择 单通道按钮。进入单通道示波状态进行波形示波。
1.3测量
打开ZJY-601A型振动教学实验仪的电源开关, 调大功放输出按钮,注意不要过载,从0开始 调节频率按钮,当简支梁产生振动,振动最大 时,记录当前频率。
实验步骤
2、相位判别法测量
1.2 相位判别法
相位判别法是根据共振时特殊的相位值以及共振动 前后相位变化规律所提出来的一种共振判别法。在简 谐力激振的情况下,用相位法来判定共振是一种较为 敏感的方法,而且共振的频率就是系统的无阻尼固有 频率,可以排除阻尼因素的影响。
实验原理
加速度判别共振:
将激振信号输入到采集仪的第一通道(即X轴), 加速度传感器输出信号输入到第二通道(即Y轴), 此时两通道的信号分别为:
实验步骤
3.2 开机 进入DASP2000标准版软件的主界面,选择 单通道按钮。进入单通道波谱双显状态示波。
3.3 测量 敲击简支梁中部,就可看到时域波形和频 谱显示,谱峰就是系统的固有频率。
实验结果
测试方法 幅值判别法 相位判别法 自谱判别法
固有频率 24.3 24.4 24.8
❖ 2、测振系统:传 感器、 ZJY-601A 型振动教学实验 仪、INV303系列 智能信号采集处 理分析仪、计算 机及DASP大容量 数据采集与信号 处理分析软件。
实验原理
对于振动系统,经常要测定其固有频率, 最常用的方法就是用简谐力激振,引起系 统共振,从而找到系统的各阶固有频率。
另一种方法是衰减法,用冲击力激振, 通过衰减振动波形自谱分析法测试振动系 统固有频率。
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