工程减振自设计实验分析.ppt

ElementaryMechanicsTestCenter 本室开设的课程为工程减振自设计实验 力学实验一 请同学们不要进错教室 ElementaryMechanicsTestCenter 说几句题外话1 实验教改方案的征集网址 2 实验报告的发放 报告箱钥匙的归还3 单独设课 学分为0 5 考试时间的确定4 总成绩 实验报告占40 考试占60 无实验报告 未上实验课 按不及格处理5 对于互相抄袭情况的处理6 对自己成绩有异议的情况 大连理工大学基础力学实验中心 ElementaryMechanicsTestCenter thefifthmechanicstest工程减振自设计实验主讲人 邢怀念 实验设计基础 常用数据处理工具计量基础数值修约规则误差分析 常用数据处理工具 常用的数据处理工具调查表因果图分层法排列图直方图控制图 调查表是对数据进行收集整理和初步分析的基本工具特别是在进行开拓性的试验时 这个显得尤为重要对所进行的试验有一个清晰的认识是决定试验成败的关键比如 尺寸调查表 因果图也称为鱼骨图或树枝图 因其形似而得名这是一种逐步深入研究和分析问题的图示方法它将与结果有关的所有因素按照因果次序加以排列同一张图上 系统而又全面完整有利于分清主次 找到解决问题的方法 常用数据处理软件OriginMATLABSPSSExcel 常用数据处理软件功能比较 计量基础国际单位制 SI 基本单位长度m质量kg时间s电流A热力学温度K光强度单位cad物质的量mol辅助单位平面角弧度rad立体角球面度Sr 十进位制词头109G106M103k102h101da10 1d10 2c10 3m10 6 修约间隔的确定一般为10n n为整数 或指明将数值修约到n位小数进舍规则四舍六入五考虑 五后非零就进一 五后皆零看奇偶 五前为偶应舍去 五前为奇要进一负数修约时 先将它的绝对值按规则修约 然后在修约值前面加上负号拟修约数字应在确定修约间隔或指定修约位数后一次修约获得结果 而不得多次连续修约 数值修约规则GB T8170 0 5单位修约将拟修约数值X乘以2 按指定修约间隔对2X依上述规则修约 得数值 2X修约值 再除以20 2单位修约将拟修约数值X乘以5 按指定修约间隔对5X依上述规则修约 得数值 5X修约值 再除以5 计算过程中数字位数的选择加减运算中 有效数字以小数点位数最少的为准 在运算量大的计算中 为使误差不迅速积累 可多取一位有效数字乘除运算中 有效数字以最少有效数字位数为准 其余各数字均凑成比该因子多一个数字 而与小数点位值无关 计算结果应保留的位数与原来数字中有效数字最少的那个相同或多一位在平均值计算中 若有4个或多于4个数取平均 则平均数的有效位数可增加1位常数e 等的有效位数 需要几位取几位 将数平方或开方后 结果可比原数多保留一位或相同同时需要进行几种运算时 对需要做中间运算的数字所保留的位数 应比单一运算时所应保留的位数多一位对于采用计算器或计算机进行计算 运算过程中不需要凑整 但是运算结果必须按照数据修约规则正确处理 误差定义对一个物理量测量后 测量结果与该物理量真实大小之间的差异 不能完全消除 只能减小和削弱误差与真实值之比称为实际相对误差 因测量值与真实值接近 故也可以把误差与测量值之比作为标称相对误差在实际工程中 对于测量传感器的精度等级一般是采用额定相对误差表示 额定相对误差为量程范围内最大测量误差与仪器满量程值之比 误差分析 误差的来源设备误差按来源分为 标准器误差 仪表误差 附件误差按表现形式分为 机构误差 调整误差 量值误差环境误差人员误差方法误差 误差的种类按产生的原因和性质分为 随机误差 或称偶然误差 系统误差 粗差 或称过失误差 系统误差系统误差服从某一确定的规律 它引起平均值对真值的偏离 决定着测量结果的准确度系统误差主要由仪器校准误差 实验条件 个人误差等因素引起 可分为定值系统误差和变值系统误差两大类定值系统误差 在整个测量过程中 误差大小和方向始终不变 如定值量具的偏差 计量器具的零位误差等变值系统误差 在整个测量过程中 误差大小和方向按确定的规律变化 粗大误差明显超出确定条件下预期的误差粗大误差往往是由于人工疏忽或环境的干扰造成的 所以也称疏失误差或粗差随机误差在实际情况相同的条件下 多次测量同一量时 绝对值和符号以不可预定方式变化的误差 称之为随机误差随机误差是判断误差 环境条件的变化于扰等许多因素共同影响的结果 粗差剔除准则3 准则 莱因达准则 n 10 Ti T均值 3 剔除肖维勒准则fn是n的函数 Ti T均值 fn 剔除格拉布斯准则 Ti T均值 g n a a为显著性水平有严格概率含义 推荐使用迪克松 Dixon 准则采用极差比 数据从小到大排列 粗差剔除注意事项剔除可疑数据时 首先应对样本观测值中的最小值和最大值进行判断 因为这两个值极有可能是可疑数据可疑数据每次只能剔除一个 然后按剩下的样本观测值重新计算 再做第二次判断 如此逐个地剔除 直到所有剩下的值不再是可疑数据为止 不允许一次同时剔除多个样本观测值采用不同准则对可疑数据进行判断时 可能会出现不同结论 此时要对所选用准则的适用范围 给定的检验水平的合理性 以及产生可疑数据原因等作进一步分析 本次试验所涉及理论课内容 理论力学教材第18章振动 论文要求 篇幅不低于5000字 不允许打印时间课上4学时 课下不限十八周周五前提交论文 论文格式要求 工程背景或研究背景基本理论 研究现状 减振方法及减振措施实验设计及实验验证数据比较与处理实验结果与讨论参考文献 工程背景或研究背景自己查资料基本理论 研究现状 自己查资料 消除震源 干扰力的存在导致强迫振动 消除振动的根本办法是消除干扰力的来源 避开共振区 使系统的固有频率远离开干扰力的频率 确保系统不在共振区内工作 增大阻尼 阻尼对受迫振动的振幅值有抑制作用 在共振区内 阻尼明显使振幅值下降 动力消振器利用两个自由度系统受迫振动的原理 使某个附属系统产生振动 以减轻主要设备的振动 工程中利用强迫振动理论进行消震或减振的方法 减振方法及减振措施 幅频特性 单自由度系统 动力吸振器 举例 吸振 将原系统振动能量转移到附加系统上 从而使原系统振动减小 动力吸振器原理 利用联结在振动系统上的附加质量的动力来实现吸振 即将原振动系统的振动能量转移到附加的弹簧质量振动系统上 单式动力吸振器 主振系统是一个单自由度系统 主振系统与动力吸振器一起构成二自由度系统 是两个自由度系统强迫振动的一个例子 基本概念 吸振原理 单式动力吸振器力学模型 吸振原理 方程特解 吸振原理 无量纲转换 吸振原理 分析当时 得到 这表明质量块m1的振动完全消失 达到了吸振的目的 说明单式动力吸振器只对某一固定频率下的振动进行吸振 安装减振器后 系统成为二自由度系统 原系统具有一定振幅 加减振器后振幅为零 达到减振目的 但会出现两个新的共振区 因此 动力吸振器对频率基本不变的干扰力是很有效的 若干扰力频率在较大范围内变化 一般考虑用有阻尼的减振器 吸振原理 单式动力吸振器吸振传递曲线图 1 1 0 吸振原理 特例 共振状态下的吸振 设原来的单自由度系统 主系统 在给定的干扰力作用下正好处于共振状态 即 此时的幅频特性曲线为虚线所示 安装减振器后 系统成为二自由度系统 若减振元件满足 则幅频特性曲线如图中实线所示 原系统处在共振状态 加吸振器后共振区振幅降为零 达到减振目的 但出现两个新的共振区 吸