《机械振动基础》实验指导书

机械振动基础实验指导书实验一简谐振动振幅与频率测量注意实验结束后请将C测试技术实验教学文件夹和自己的实验图表拷贝回去，里面有实验指导书电子版和空白实验报告电子版。一、实验目的1、了解激振器、加速度传感器、电荷放大器的工作原理；2、熟悉并掌握激振器、加速度传感器、电荷放大器的使用方法；3、了解机械振动与振动控制实验装置的组成以及安装、调试方法；4、熟悉并掌握振动测试系统的组成；5、熟悉配套激振仪器与测振仪器的操作和使用方法。6、根据测得的电压值求被测物体的加速度。二、实验仪器及原理1、机械振动综台实验装置安装双简支梁1套2、激振器1套3、加速度传感器1只4、电荷放大器TS58631台5、信号发生器TS1212BL台6、电脑L台7、测试软件L套8、采集卡L套双简支梁的简谐振动振幅与频率测量实验原理如图1所示图1简谐振动振幅与频率测量原理图信号发生器TS1212B采集卡电荷放大器激振器加速度传感器双简支梁电脑三、实验方法及步骤1、打开所有仪器电源，TS5863电荷放大器设置为100MV/UNIT。将TS1212B信号发生器（开关在后面左边）的幅度旋钮逆时钟调至最小，设置TS1212B信号发生器为“手动”模式，调节“手动扫频”至固定频率3060HZ任意自选，顺时针调节幅度旋钮使其输出电压为2V（左边起每过一个点代表加1V）。2、打开桌面程序“测试技术教学实验软件最新版”，点击菜单“高速采集”“中断采集”3、从对话框中点击按钮“选择采集卡型号”“SELECT”，扫描通道设置为04、点击软件界面右下方按钮“采集”，记录软件界面右边的频率（HZ，精确到个位）与振幅（V伏特）。5、根据公式计算出加速度，加速度（M/S2）振幅/100MV（TS5863功率放大器设置为100MV/UNIT时适用）。6、重复步骤4、5五次（做同一组数据时不要改变TS1212B信号发生器的幅度与频率），制成下面表格后计算平均值。注意软件界面显示的频率应该与仪器显示的频率基本一致，实测数据以软件显示为准。如果二者相差太远或者软件界面显示的频率一直为098HZ为设备故障。四、实验数据整理与分析1、本测试方法能否测量非简谐振动的频率（结论能够测量，P32，236、237）2、表格形式次数12345平均值频率振幅加速度M/S2五、考核与报告（要求附原理图）实验进行分组，每组人数4人，每个实验时间为05小时，采用指导教师演示与学生独立操作相结合的形式完成本实验。要求1、每个学生在实验后经实验室指导教师确认后，方可离开实验室；2、每个学生都要采用统一格式，独立填写详细的实验报告；3、指导教师对每个实验报告评分。实验二机械振动系统固有频率测量一、实验目的1、以双简支梁为例，了解和掌握机械振动系统幅频特性曲线的测量方法。2、观察共振产生的过程和条件；3、测量单自由度系统强迫振动并绘制幅频特性曲线；4、根据幅频特性曲线确定系统的固有频率和阻尼比。二、实验仪器及原理1、机械振动综台实验装置安装双简支梁1套2、激振器1套3、加速度传感器1只4、电荷放大器1台5、信号发生器L台6、电脑L台7、测试软件L套8、采集卡L套双简支梁的简谐振动振幅与频率测量实验原理如图1所示图2机械振动系统固有频率测量原理图三、实验方法及步骤1、打开所有仪器电源，TS5863电荷放大器设置为100MV/UNIT。将TS1212B信号发生器（开关在后面左边）的幅度旋钮调至最小，设置TS1212B信号发生器为“手动”模式，调节“手动扫频”至固定频率16HZ，调节幅度旋钮使其输出电压为2V（左边起每过一个点代表加1V）。2、打开桌面程序“测试技术教学实验软件最新版”，点击菜单“高速采集”“中断采集”信号发生器采集卡电荷放大器激振器加速度传感器双简支梁电脑3、从对话框中点击按钮“选择采集卡型号”“SELECT”，扫描通道设置为04、点击按钮“采集”，记录软件界面右边的频率（精确到个位）与振幅。5、根据公式计算出加速度，加速度（M/S2）振幅/100MV（TS5863功率放大器设置为100MV/UNIT时适用）。6、保持TS1212B信号发生器的幅度恒定（做同一组数据时不要改变TS1212B信号发生器的幅度），将信号发生器的频率增加1HZ（原来是16HZ则调整为17HZ；原来是17HZ则调整为18HZ；以此类推）。7、重复步骤4、5、6，直到信号发生器的频率30HZ则停止实验。四、实验数据整理与分析1、将数据（见下表）交给老师确认（为软件界面记录的频率，X为对应的加速度。）16HZ17HZ18HZ27HZ28HZ29HZ30HZX2、用MATLAB拟合出加速度幅频特性曲线（见右图）；3、根据加速度幅频特性曲线，找出系统的固有频率；4、根据公式计算阻尼比。五、考核与报告（要求附幅频特性曲线图与计算公式）同实验一固有频率实验三机械振动系统频响函数测试一实验目的1、以双简支梁为例，了解和掌握机械振动系统频响函数的测试方法，了解常用简单振动测试仪器的使用方法。观察共振产生的过程和条件；2、绘制频响函数曲线。3、根据频响函数曲线求得系统0150HZ的全部固有频率。二、实验仪器及原理同实验一三实验方法与步骤1打开所有仪器电源，TS5863电荷放大器设置为100MV/UNIT。将TS1212B信号发生器（开关在后面左边）打开，调节幅度旋钮使其输出电压为2V（左边起每过一个点代表加1V），设置TS1212B信号发生器为“自动”模式。2打开桌面程序“测试技术教学实验软件最新版”，点击菜单“多通道采集”并点击按钮“采集”，等待采集完成后点击按钮“是”，数据将保存到“C测试技术实验教学DATATXT”文件中。（软件采集并记录的是激振器的激励电压信号（黄色波形）及加速度传感器的响应信号（红色波形）3打开桌面程序MATLAB，并打开“C测试技术实验教学HFX”文件（程序源代码见后页，要求附在实验报告中），按F5执行该文件，该文件自动打开上一步存盘的DATATXT文件并分析。4将2个结果图表另存为（SAVEAS命令）JPG图片（形式如右图）。5根据频响函数曲线求得系统0150HZ的全部固有频率。四实验数据整理及分析1写出振动系统频响函数计算公式与测试的原理；2画出系统的频响函数曲线（贴图）；3根据频率函数曲线，找出系统的固有频率成分（0150HZ应该有两个固有频率）。五、考核与报告（要求附频响函数2个曲线图、放大因子公式与HFX程序源代码）固有频率1固有频率2机械振动实验预约单请在机械振动预约时间总表留下预约人班级姓名电话以便通知变更班级预约日期预约时间实验地点中铝科技大楼D512机械振动共3个实验，6节课（不休息连续上课，一共45小时），内容见下表。实验一简谐振动振幅与频率测量实验二机械振动系统固有频率测量实验三机械振动系统频响函数测试具体安排如下7、机械振动共3个实验，6节连上，一共45小时，实验以行政班级为单位进行，前3节课由实验指导老师统一讲解3个实验项目，后面的时间同学自己独立操作。部分不能获得结果的同学可以在开放时间自行前来单独实验（不以班级为单位）。个别同学因为选课、应聘、考证、身体等各种原因不能和本班同学来做实验可以自行和其他班同学一起做实验。8、原则上实验室全天开放，具体开放时间以实验室张贴的时间表为准。9、本实验由班长负责点到，点名册交给任课老师。但是需要在实验记录本上签名。最终实验成绩以实验报