理论力学振动实验二

1、重庆大学力学实验教学中心重庆大学力学实验教学中心（综合性实验）（综合性实验）振动实验振动实验被动隔振被动隔振、动力吸振、动力吸振及连续弹性梁特性及连续弹性梁特性测测定定一、实验目的一、实验目的3 3、了解单式动力吸振器的吸振原理、了解单式动力吸振器的吸振原理、观察观察吸吸振现象并绘出幅频特性曲线振现象并绘出幅频特性曲线( )( )。B 2 2、用共振法测量悬臂梁一阶、二阶、三阶固有、用共振法测量悬臂梁一阶、二阶、三阶固有 频率频率 ，观察并绘出一至三阶主振型图。，观察并绘出一至三阶主振型图。321fff、1 1、学会测量和计算被动隔振系数、学会测量和计算被动隔振系数、隔振效率、隔振效率E E，

2、并绘出隔振效率图并绘出隔振效率图( )( )。E振动实验振动实验二、实验仪器及设备二、实验仪器及设备1 1、质量块（视为精密仪器和设备）、简支梁（视为地基）、质量块（视为精密仪器和设备）、简支梁（视为地基）2 2、ZG-1ZG-1型传感器型传感器2 2只、隔振器、吸振器；只、隔振器、吸振器；3 3、SJF-3SJF-3型激振信号源、型激振信号源、 JZ-1 JZ-1型激振器；型激振器；4 4、SCZ2-3SCZ2-3型测振仪、虚拟测试仪；型测振仪、虚拟测试仪；5 5、非接触式激振器、非接触式激振器、连续弹性梁。连续弹性梁。振动实验振动实验（一）被动隔振实验（一）被动隔振实验1 1、实验装置及测

3、试框图、实验装置及测试框图激振器激振器激振信号源激振信号源地基地基隔振器隔振器计算机计算机测振仪测振仪地基振幅地基振幅H H 1仪仪 器器仪器振幅仪器振幅B B传感器传感器2振动实验振动实验三、实验原理三、实验原理2 2、被测对象及力学模型、被测对象及力学模型mR tx1 txo1oFtHxsin1力学模型力学模型)(1xxkF)(1xxcRkctHsin地基地基 精密仪器精密仪器隔振器隔振器tBsin被测对象被测对象振动实验振动实验)sin(2)sin(20)()(2211tAxxtAxxnxxxcxxkxm 3 3、隔振对象的运动微分方程、隔振对象的运动微分方程由强迫振动的振幅可得由强迫振

4、动的振幅可得24)2(nHA其中其中/;/;/;nmcnmk22222222224)1(41)2()(/HnAB/其中其中振动实验振动实验隔振系数隔振系数HBHB振源振幅仪器隔振后的振幅ff隔振系统的固有频率激振力的频率频率比频率比%100)1(E隔振效率隔振效率4 4、计算、计算振动实验振动实验5 5、实验数据记录表、实验数据记录表隔振系统的固有频率隔振系统的固有频率f=f=（ ）HzHz激振频率激振频率频率比频率比设备振幅设备振幅B振源振幅振源振幅H隔振系数隔振系数隔振效率隔振效率E E1012 131415 16 1718 1920 2530 35 4041 42 4344 4546 4

5、7 4849 5055 606570 75振动实验振动实验（二）（二）连续弹性悬臂梁横向振动连续弹性悬臂梁横向振动1 1、实验装置及测试框图、实验装置及测试框图悬臂梁悬臂梁振动实验振动实验 悬臂梁为无穷多个自由度系统（弹性梁），悬臂梁为无穷多个自由度系统（弹性梁），理论上有无穷多个固有频理论上有无穷多个固有频率率。当靠近梁的固定端施加交变正弦激振力时。当靠近梁的固定端施加交变正弦激振力时, ,梁产生振动，当激振频率梁产生振动，当激振频率与梁的某个固有频率相同时，梁便发生共振，与梁的某个固有频率相同时，梁便发生共振，并呈现并呈现出特定的振型出特定的振型。本实本实验是用共振法来测定悬臂梁的一阶、二

6、阶、三阶固有频率和主振型。验是用共振法来测定悬臂梁的一阶、二阶、三阶固有频率和主振型。2 2、实验数据记录表实验数据记录表3 3、绘出悬臂梁一阶、二阶、三阶主振型图。、绘出悬臂梁一阶、二阶、三阶主振型图。振动实验振动实验（三）吸振实验（三）吸振实验1 1、实验装置及测试框图、实验装置及测试框图 吸振就是在振动主系统上附加特殊的子系统，以转移或吸振就是在振动主系统上附加特殊的子系统，以转移或消耗主系统的振动能量，从而抑制主系统的振动。消耗主系统的振动能量，从而抑制主系统的振动。动力吸振器动力吸振器m1传感器传感器激振器激振器m测振仪测振仪激振信号源激振信号源简支梁简支梁振动实验振动实验2 2、被

7、测对象及力学模型、被测对象及力学模型m1简支梁简支梁单式单式动力动力吸振吸振器器被测对象被测对象thFsinm设备设备单式动力吸振力学模型单式动力吸振力学模型m1 1m)(11xxkkxthsinmm1x1xthFsink1k振动实验振动实验由振动理论知，该二自由度系统的运动方程为：由振动理论知，该二自由度系统的运动方程为： thkxxxkxmsin)(11 )(1111xxkxm 方程的稳态解为：方程的稳态解为：tBxsintBxsin113 3、系统的运动微分方程、系统的运动微分方程振动实验振动实验系统稳态响应的振幅为：系统稳态响应的振幅为：B1B=21mkk1k1k211mk 1h0)(

8、h211mk 1k=其中其中（）是系统的特征多项式是系统的特征多项式2121121)()(kmkmkk12111141)(kkmkmkkmmm当当 时，主系统的振幅时，主系统的振幅 。这时。这时 ，吸振，吸振器的振幅为器的振幅为 ，可见质量，可见质量 上受到的激振力恰好被来自上受到的激振力恰好被来自吸振器弹簧的弹性恢复力吸振器弹簧的弹性恢复力 所平衡。所平衡。11mk11khB0Bm21)(k11Bk振动实验振动实验4 4、实验数据记录表、实验数据记录表频率频率 ( )202224252627282930 31 32333540振幅振幅B( )5 5、绘出幅频特性曲线（、绘出幅频特性曲线（ ）。）。BmHz振动实验振动实验四、实验报告要求四、实验报告要求五、问题讨论五、问题讨论( (必答题必答题) ) 2 2、悬臂梁一、二、三阶主振型各有何特点？、悬臂梁一、二、三阶主振型各有何特点？1 1、被动隔振效率曲线有何特点？、被动隔振效率曲线有何特点？3 3、动力吸振幅频特性曲线有何特点？、动力吸振幅频特性曲线有何特点？3 3、测定悬臂梁的一、二、三阶固有频率，、测