机械振动基础实验报告

机械振动基础实验报告姓名学号班级专业机械设计制造及其自动化报告提交日期报告要求1实验报告统一用该模板撰写，必须包含以下内容1实验名称2实验器材3实验原理4实验过程5实验结果及分析6认识体会、意见与建议等2正文格式四号字体，行距为125倍行距；3用A4纸单面打印；左侧装订；4报告需同时提交打印稿和电子文档进行存档，电子文档由班长收齐，统一发送5此页不得删除。评语实验一成绩（9分）教师签名实验二成绩（6分）总分（15分）年月日实验一报告正文一、实验名称机械振动的压电传感器测量及分析二、实验器材1、机械振动综台实验装置压电悬臂梁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、示波器L台7、电脑L台8、NI9215数据采集测试软件L套9、NI9215数据采集卡L套三、实验原理信号发生器发出简谐振动信号，经过功率放大器放大，将简谐激励信号施加到电磁激振器上，电磁激振器振动杆以简谐振动激励安装在激振器上的压电悬臂梁。压电悬臂梁弯曲产生电流显示在示波器上，可以观测悬臂梁的振动情况；另一方面，加速度传感器安装在电磁激振器振动杆上，将加速度传感器与电荷放大器连接，将电荷放大器与数据采集系统连接，并将数据采集系统连接到计算机（PC机）上，操作NI9215数据采集测试软件，得到机械系统的振动响应变化曲线，可以观测电磁激振器的振动信号，并与信号发生器的激励信号作对比。实验中的YD64310型压电式加速度计测得的加速度信号由DHF2型电荷放大器后转变为一个电压信号。电荷放大器的内部等效电路如图1所示。000QCACCCIRARCRICFRFUO传感器电缆电荷放大级图1加速度传感器经电荷放大的等效电路压电悬臂梁的简谐振动振幅与频率测量实验原理如图2所示，实验连接图如图3所示。信号发生器功率放大器激振器加速度传感器示波器电荷放大器数据采集卡电脑压电悬臂梁图2简谐振动振幅与频率测量原理图信号发生器电荷放大器功率放大器加速度传感器压电俘能器器示波器电磁激振器数据采集卡电脑图3实验连接图四、实验过程打开所有仪器电源，将DG1022型信号发生器的幅值旋钮调至最小，采用正弦激励信号，DHF2型电荷放大器设置为100MV/UNIT。设置信号发生器为“手动”模式，调节“手动扫频”至固定频率2080HZ任意自选，调节幅值旋钮使其输出电压为2V。利用HEA200C型功率放大器调节信号输入使其加速度保持为10M/S2，最后激振器振动后，压电悬臂梁装置通过将振动的机械能转化为电能，并接到示波器上，观察随激励振动产生的交变电压。观察示波器的电流变化并记录电脑软件界面的频率和幅值。重复步骤3次，制成表格后计算平均值。五、实验结果及分析数组123平均值频率322040307采集电压V665281348455741373585036实验结果如下图从图中可以看出，三次试验频率为32HZ、20HZ、40HZ，对应峰值电压分别为665281V、348455V、741373V，求得频率均值为307HZ，电压均值为585036V。六、认识体会、意见与建议等通过本次试验，我们对机械振动学有了更加形象具体的理解，此次试验也激发了我们对机械振动学习的兴趣。实验中独自操作实验器械探索实验乐趣，增强了我们的动手操作能力，培养了我们勇于探索、敢于尝试的良好实验素养。由于实验前对实验内容没有进行充分的预习，试验中又没有对实验要求有一个明确的认识，导致我们在实验中测得的数据与实验指导书中所要求的有一定差别，进而使实验数据处理遇到了问题，造成了小小缺憾。机械振动基础是一门新开的课程，所以难免遇到一些问题。在平时教学中，由于推荐课本与老师讲授内容并不协调，而且这门课程对我们来说有比较陌生，导致我们并没有从中汲取到应该学到的知识，而是打了个大大的折扣，使得这门课程的意义受到很大影响；在此次实验中，由于实验前没有得到实验指导书，试验中并没有按指导书进行，对实验应该掌握的内容并未完全掌握，所以一定意义上讲实验的目的并未真正达到。相信随着教学的完善，以后我们的学弟学妹们能有更大的收获。实验二报告正文一、实验名称用激光测振仪测试超声马达的振动模态（演示实验）二、实验器材1、POLYTEC扫描式激光测振仪PSV4001台2、机械振动综台实验装置压电换能器1套三、实验原理激光测量是一种非接触式测量，其测量精度高、测量动态范围大，同时不影响被测物体的运动，具有很高的空间分辨率。因此特别适合测量频率高、要求频率分辨率高、测量频率范围宽的光存储系统振动测量。激光多普勒干涉技术用于振动测量的原理是光源发射一束频率为F0的光照射到物体表面,根据多普勒原理，运动物体接收到光信号后把它反射出来，在H2的方向光接收器接收到频率为F光波信号,其频率随运动物体速度增加而增加。即速度为V的运动物体产生的多普勒频移为DF。根据激光多普勒干涉技术的激光振动测量仪包括单点和全场的工作过程为激光器发出的激光经过透镜分成两束光见图3，图3中光束1是参考光束，直接被光检测器接收；另一束光经过一对可摆动的透镜照射在物体表面上，受运动物体表面粒子散射或反射的光为光束2，它被集光镜收集后由光检测器接收，经过干涉产生正比于运动物体速度的多普勒信号，通过频率和相位解调便可得到运动物体速度和位移的时间历程信号。图3激光多普勒测振基本原理四、实验过程全班同学在实验老师的讲解、指导及演示下，观察了扫描式激光测振仪测量机械振动系统的固有频率及模态，了解了扫描式激光测振仪的工作原理，熟悉并掌握了扫描式激光测振仪的使用方法，以及械系统振动模态测定的工程应用。五、实验结果及分析二阶弯振复合超声电机的竖直二阶弯振图如下从图中可得下表模态1阶2阶3阶4阶5阶频率/KHZ125232265273339二阶弯振复合超声电机的竖直一阶弯振图如下从图中可得下表模态1阶2阶3阶4阶5阶频率/KHZ125232265273339二阶弯振复合超声电机的水平二阶弯振图如下从图中可得下表模态1阶2阶3阶4阶5阶频率/KHZ212233265339435二阶弯振复合超声电机的水平一阶弯振图如下从图中可得下表模态1阶2阶3阶4阶5阶频率/KHZ212233265339435一阶弯振复合超声电机的水平一阶弯振图如下从图中可得下表模态1阶2阶3阶频率254362455一阶弯振复合超声电机的竖直一阶弯振图如下从图中可得下表模态1阶2阶3阶频率238458469六、认识体会、意见与建议等此次观摩实验，开拓了我们的视野，