《振动力学试验》word版.doc

SINOCERAYE6251振动力学实验系统实验指导书(参考)江苏联能电子技术有限公司一、 软件安装运行光盘中YE6251控制软件目录中的setup.exe即可完成控制软件的安装。用USB接口线连接计算机的USB口与调理器的USB口,打开调理器电源,这时计算机会提示找到新设备,并需要安装驱动程序,这时请指定驱动程序的安装路径为上面安装程序的目录下的 AQU采集器驱动Win98(或Win2k或WinXP)二、 软件操作1、 登录输入 2、 试验项目选择选择当前的试验项目，包括系统名称、试验项目名称。下面以“简支梁系统”,用“冲击激励法测量模态参数”以例说明具体使用过程。选择试验项目后，系统会自动显示本实验的实验向导，这样实验时可按照上面的实验向导的步骤进行实验。3、 通道参数设置当选择一个试验项目时，系统已经给出一个大致合理的通道设置，当然用户也可进行部分修改。通道参数包括测点号设置，通道是否测量设置,工程单位设置,以及满量程设置(也即通道增益选择)，本试验实际是用第5通道测力锤信号，用第6通道测量加速度信号.“测点号”是描述测点位置的信息。一般试验与通道号相对应，如通道号1，对应的测点号为1，通道号2对应的测点为2。对于模态试验时，一般将实验对象划分为若干个测点，如简支梁划分为10等份（两端固定），共需测量9个测点，分别为测点1到测点9（自左向右），测量的方法一般为：如选择测点3位置作为原点，将加速度传感器置于第3点，用力锤依次敲击测点1到测点9，对应的力锤信号命名为f1到f9,对应的加速度信号命名为1到9,这样f1(激励)与1（响应）对应，f9(激励)与9（响应）对应，共测量了9组传递函数.“测量选择”表示左边的对应的通道是否测量。双击可以在测量与不测量之间切换。“满量程”表示当前通道所通道测量的满度值。对于位移通道有2档增益,1倍、10倍,对应的位移满量程为5000um、500um。对于力通道有3档增益,1倍、 10倍、100倍,对于的力的满量程为5000N 、500N、50N。对于加速度通道4档增益,1倍、 10倍 、100倍、1000倍,对于的力的满量程为5000m/s2 、500m/s2、 50m/s2、 5m/s2注意：当信号调理单元将力通道的增益设置为10倍时，请记住一定要在通道参数栏将该通道的满度值设置为500N（第2档），力通道的增益设置为100倍时，请记住一定要在通道参数栏将该通道的满度值设置为50N（第3档）.4、 系统参数设置采样方式：包括示波、随机采样、信号触发和连续记录和模态试验五种方式。采样块数：采集的数据长度，每块长度为1024点。触发参数: 触发通道 监测的通道触发极性 分为上升沿、下降沿和绝对值触发触发电平 触发的门槛值触发延迟 该参数设置为负数，表示是从触发点向前预保留的点数.触发次数 多次触发采集允许在一个测试项目中连续多次捕捉瞬态信号，在每次触发条件满足后，系统自动采集一段数据，随后即进入等待触发状态，等待捕捉下一个瞬态信号；如此反复，直到采集完指定的触发次数或用户强制终止采集。其取值范围是正整数。采样批次: 采样批次仅用于模态分析时使用的一个参数，该参数用于测量通道个数少于模态分析的测点数，而需要进行分批多次测量的情况下，用来标志每批数据。亦可在事后分析时使用。其取值范围是正整数。5、 观察视图设置选择工具栏的“时间波形”可以创建时间波形视图。也可以设置其它类型的分析视图,如FFT分析、传递函数分析、统计分析等。6、 数据采集采集前一般先选择“示波”,进行正式试验前测量系统的调试,如果显示异常，可以通过改变调理器参数进行调节.使用指定的方式采集所需要的数据.7、 模态分析和振型动画显示（模态试验时使用）（1） 打开试验项目，选择试验数据所在的目录。（2） 调入某测点的时域波形，并对力锤信号加力窗，对响应信号加指数窗。（3） 计算某点的传递函数，并将上面的窗函数的参数应用于所有的测点。（4） 对于模态定阶，可以选择某点的传函来定阶，也可以将所有的传函集总平均后定阶。（5） 收取模态的方式可以选择“自动”和“手动”，选择“自动”时，对于某一固定的结构，模态参数基本固定，这时系统自动选择频率区域，选择“手动”时，可以手动选择频率区域。（6） 计算模态参数 选择好频率区域后，选择“保存模态结果”，系统会自动计算模态频率，阻尼，和振型。（7） 振型和动画显示（8） 生成WORD报告 可以自动当前试验的试验报告.三、实验指导书1-1 自由振动法测量单自由度系统的参数框图:目的：测量系统自由振动的衰减曲线，并对曲线进行时域分析，确定其振动频率、周期、固有频率、衰减系数、相对阻尼系数等参数.步骤：1、 在单自由度系统的侧臂安装一个“测量平面”，用电涡流传感器对准该平面拾取振动信号。2、 在不加阻尼的情况下在不加阻尼的情况下，用手轻推质量块，或用力锤轻敲质量块，采集一段信号进行分析。3、 在加阻尼的情况下,用手轻推质量块，或用力锤轻敲质量块，采集一段信号进行分析。4、 根据图形计算振动频率、周期、固有频率、衰减系数、相对阻尼系数等参数,计算周期时，为准确起见，可以多算几个周期进行平均1-2 用冲击激励法测量系统的频率响应函数框图目的：用冲击激励法测量系统的频率响应函数，并识别出其固有频率和阻尼系数。步骤：1、在单自由度系统的侧臂安装一个“测量平面”，用电涡流传感器对准该平面拾取振动信号。2、将力锤信号接入力测量仪,用力锤轻敲质量块，采集一段信号进行分析。1-3 用稳态激扰法测量单自由度系统的频率响应函数框图目的：用稳态激扰法测量系统强迫振动的幅频、并确定其固有频率和阻尼系数（半功率点法）。步骤：1、用激振器对准单自由度系统的质量块，对质量块进行激振。激振头装上阻抗头，阻抗头中有一力传感器和一加速度传感器，分别接入力测量仪和加速度测量仪。2、信号源调节为正弦激励，当调节信号源频率f时，如维持力的大小保持不变F=1N-1.5N（通道调节信号源的幅度），记录频率f与 加速度a的数值,填表入下面的表格.频率加速度频率加速度注意在谐振点附近时(约37Hz),频率的变化率应尽可能小,这样可以找准谐振点和比较准确计算阻尼.3、调节阻尼大小,重做上面试验,观察阻尼的变化.1-4 用正弦扫频法测量单自由度系统的频率响应函数框图目的：用正弦扫频法测量系统的频率响应函数，并识别出其固有频率和阻尼系数。步骤：1、 用激振器对准单自由度系统的质量块，对质量块进行激振。激振头装上阻抗头，阻抗头中有一力传感器和一加速度传感器，分别接入力测量仪和加速度测量仪。2、 将信号源设置为扫频信号，频率范围可设置为10Hz-60Hz.扫频速度应与采样的长度配合,如扫频速度较慢,应增加采样长度,扫频速度较快时,可以减小采样长度.1-5 动力吸振试验框图目的：动力吸振器减振实验。步骤：1 将附加质量安装于质量块2（质量块2固定），用手拨动附加质量，用电涡流传感器对着附加质量,测量附加质量组成系统的固的频率，并调节附加质量块杆的长度使其与质量块1的固有频率一致。2 用激振器对质量块1进行激振，调节信号源的频率，当调到质量块1的固有频率时，质量1的振动的振动幅度很大，可用电涡流传感器测量幅度的大小。3 将附加质量块固定于质量块1，用激振器对质量块1进行激振，调节信号源的频率，当调到质量块1的固有频率时，质量1的振动全部为附加质量吸收。用手可以感觉到这种变化，也可用电涡流传感器测量质量块1在加附加质量后振动幅度的大小，比较添加附加质量前后质量1振幅的变化。2-1测量两自由度系统自由衰减曲线框图目的：分别测量两质量M1 、M2 自由振动的衰减曲线，并对信号进行频域分析，确定出其12阶固有频率和阻尼系数。步骤：1 用电涡流传感器测量质量块1，加速度传感器测量质量2的自由衰减曲线，可以用信号触发的方式，用手轻推质量块1，采集指定长的数据。2 根据采集的数据,分析系统的1 - 2阶固有频率和阻尼系数。. 2-2用冲击激励法测量两自由度系统的频率响应框图:目的: 用冲击激励法测量系统的频率响应函数.步骤: 以力通道为触发通道，用力锤（选用橡胶头）轻击第2个质量块，采集2K的数据进行分析。2-3 用稳态激扰法测量两自由度的频率响应框图:目的:用稳态激扰法测量系统强迫振动的幅频、并确定其12阶固有频率、阻尼系数(半功率点法)步骤: 1、用激振器对准双自由度系统的质量块，对质量块进行激振。激振头装上阻抗头，阻抗头中有一力传感器和一加速度传感器，分别接入力测量仪和加速度测量仪。2、信号源调节为正弦激励，当调节信号源频率f时，如维持力的大小保持不变F=1N-1.5N（通道调节信号源的幅度），记录频率f与 加速度a的数值,填表入下面的表格.频率加速度频率加速度注意在谐振点附近时(一阶26Hz左右,二阶35Hz左右),频率的变化率应尽可能小,这样可以找准谐振点和比较准确计算阻尼.3、调节阻尼大小,重做上面试验,观察阻尼的变化.2-4用正弦扫频法测量两自由度的频率响应框图:目的: 用正弦扫频法测量系统的频率响应函数。步骤:1、 用激振器对准单自由度系统的质量块，对质量块进行激振。激振头装上阻抗头，阻抗头中有一力传感器和一加速度传感器，分别接入力测量仪和加速度测量仪。2、 将信号源设置为扫频信号，频率范围可设置为10Hz-60Hz.扫频速度应与采样的长度配合,如扫频速度较慢,应增加采样长度,扫频速度较快时,可以减小采样长度3-1 用稳态激扰法测量简支梁结构的幅频响应曲线框图:目的: 用稳态激扰法测量结构的幅频响应曲线、并用确定其14阶固有频率、相对阻尼系数（半功率点法）步骤:1、用激振器对准简支梁进行激振。激振头装上阻抗头，阻抗头中有一力传感器和一加速度传感器，分别接入力测量仪和加速度测量仪。2、信号源调节为正弦激励，当调节信号源频率f时，如维持力的大小保持不变F=1N-1.5N（通道调节信号源的幅度），记录频率f与 加速度a的数值,填表入下面的表格.频率加速度频率加速度注意在谐振点附近时(在谐振点附近时，频率的变化应尽量小（1Hz左右）.谐振点频率约为1阶46Hz，2阶173Hz，3阶400Hz，4阶691Hz),频率的变化率应尽可能小,这样可以找准谐振点和比较准确计算阻尼.3、调节阻尼大小,重做上面试验,观察阻尼的变化.3-2 用速度共振法测量简支梁固有频率框图:目的: 用速度共振的相位判别法测量结构的14阶固有频率。步骤:1、通过加速度积分得到速度，采用阻抗头测力，共振时速度和力谐振时为同相，用李沙育图观察是一条直线。2、慢慢调节信号源频率f(从10Hz开始，在谐振点附近时，频率的变化应尽量小)，发生谐振时记录下该频率点,这即是1阶固有频率，以次类推找出1-4阶固有频率。系统的四阶固有频率1阶46Hz，2阶173Hz，3阶400Hz，4阶691Hz。3-3 用共振法测量简支梁结构阻尼系数框图:目的: 用共振法测量简支梁结构的14阶阻尼系数。步骤:1、通过加速度积分得到速度，采用阻抗头测力，共振时速度和力为同相，用李沙育图观察是一条直线。2、调节信号源频率f(从10Hz开始，在谐振点附近时，频率的变化应尽量小)，发生速度共振时记录速度幅值PB 和激振力幅值Fo。，即可计算出粘性阻尼系数r，并根据n=r/2m 算出衰减系数n； 算出相对阻尼系数。3、以次类推，测量1-4阶阻尼系数。谐振点频率约为1阶46Hz，2阶173Hz，3阶400Hz，4阶691Hz。3-4 用正弦扫频法测量简支梁结构的频率响应框图:目的: 用正弦扫频法测量简支梁的频率响应函数。步骤:1、信号源的频率范围可以设置在10Hz-900Hz。以随机采集的方式采集一段数据。2、分析系统的频率响应函数。3-5 用冲击激励法测量简支梁模态参数框图:目的: 用冲击激励法测量简支梁的频率响应函数和振型步骤:1、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10，将需要测量9个测点。2、本试验可采用单点激励，多点响应的方式，也可采用多点激励，单点响应的方式，测量原点可以选择在第3点或第4点。3、采用多点激励，单点响应的方式时，激励第1点，对应的激励为f1,响应为1，以此类推，测量完全部测点。4、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。4-1 用稳态激扰法测量固支梁结构的幅频响应曲线框图: 同3-3目的: 用稳态激扰法测量结构的幅频响应曲线、并用确定其14阶固有频率、相对阻尼系数（半功率点法）步骤: 同3-34-2 用速度共振法测量固支梁固有频率框图: 同3-4目的: 用速度共振的相位判别法测量固支梁结构的14阶固有频率。步骤: 同3-44-3 用共振法测量固支梁结构阻尼系数框图: 同3-5目的: 用共振法测量固支梁结构的14阶阻尼系数。步骤: 同3-54-4 用正弦扫频法测量固支梁结构的频率响应框图: 同3-6目的: 用正弦扫频法测量固支梁结构的频率响应步骤: 同3-64-5 用冲击激励法测量固支梁模态参数框图: 同3-7目的: 用冲击激励法测量固支梁的频率响应函数和振型步骤: 同3-75-1 用稳态激扰法测量悬臂梁结构的幅频响应曲线框图: 同3-3目的: 用稳态激扰法测量结构的幅频响应曲线、并用确定其14阶固有频率、相对阻尼系数（半功率点法）步骤: 同3-35-2 用速度共振法测量悬臂梁固有频率框图: 同3-4目的: 用速度共振的相位判别法测量悬臂梁结构的14阶固有频率。步骤: 同3-45-3 用共振法测量悬臂梁结构阻尼系数框图: 同3-5目的: 用共振法测量悬臂梁结构的14阶阻尼系数。步骤: 同3-55-4 用正弦扫频法测量悬臂梁结构的频率响应框图: 同3-6目的: 用正弦扫频法测量悬臂梁结构的频率响应步骤: 同3-65-5 用冲击激励法测量悬臂梁模态参数框图: 同3-7目的: 用冲击激励法测量悬臂梁的频率响应函数和振型步骤: 同3-76-1 用稳态激扰法测量一端简支一端固支梁结构的幅频响应曲线框图: 同3-3目的: 用稳态激扰法测量结构的幅频响应曲线、并用确定其14阶固有频率、相对阻尼系数（半功率点法）步骤: 同3-36-2 用速度共振法测量一端简支一端固支梁固有频率框图: 同3-4目的: 用速度共振的相位判别法测量一端简支一端固支梁结构的14阶固有频率。步骤: 同3-46-3 用共振法测量一端简支一端固支梁结构阻尼系数框图: 同3-5目的: 用共振法测量一端简支一端固支梁结构的14阶阻尼系数