强迫振动法测量单自由度系统固有频率和阻尼比_第1页
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文档简介

1、实验大纲一、实验目的1、学会测量单自由度系统强迫振动的幅频特性曲线。2、掌握根据幅频特性曲线确定系统的固有频率和阻尼比的方法二、实验系统框图图2-1实验系统框图图2-2单自由度系统力学模型三、实验原理单自由度系统的力学模型如图2-2所示。在简谐激振力作用下，系统将做同频率的简谐强迫振动。设激振力的力幅为f0，激励频率为f二学2兀，则系统的运动微分方程式为：mxvc并kkF式中：m-振动系统的质量；c-阻尼系数k-等效刚度系数k定义：o2二-系统固有圆频率0m系统阻尼比则运动方程为x+2匚3X+32x=F/m00令F=Fsin31,0则方程的特解为：x=Asin（3一甲）=Asin（2兀f一甲）

2、式中：A-强迫振动振幅,申-初相位F/mA=32一2）牢4匚32200根据振动理论定义,振动幅频特性曲线上幅值极大的频率称为共振频率。当使用不同传感器进行测量时,其共振频率与系统固有频率的关系分别为：=301-2C23=3v03=3J1+2匚2TOC o 1-5 h za0由上式可见,在幅频特性图上,质量块受力产生的强迫振动共振频率3总x是小于系统的固有频率3,3在数值上与3相等,而3总是大于系统的固有频0v0a率3,阻尼越小三者越靠近,因此,在小阻尼情况下可以采用3、3和3作为0 xva3的估计值。0系统的阻尼比可以采用半功率点的方法计算。由振动理论可知，0.707A所max对应的两个频率分

3、别为半功率点频率f、f，则阻尼比为12厂f-fC=212f0四、实验方法1、激振器安装把激振器安装在支架上，将激振器和支架固定在实验台基座上，并保证激振器顶杆对简支梁有一定的预压力（不要超过激振杆上的红线标识），用专用连接线连接激振器和信号源输出接口。2、连接测试系统将力传感器输出信号接到采集仪的1-1通道。点击采样控制栏的运行参数按钮關一，设置参考通道为1-1,将加速度传感器放置在质量快上，传感器的输出信号接到采集仪的1-2通道。3、仪器设置：打开仪器电源，进入控制分析软件，新建一个文件（文件名自定），设置采样频率、量程范围、工程单位和标定值等参数，开2个显示窗口，在数据显示窗口内点击鼠标右键，选择信号，分别选择显示时间波形1-1和1-2，开始采集数据。4、调节扫频信号源的输出电压后，以25Hz的频率间隔改变输出频率，同时记录各频率点的加速度响应幅值，直到系统出现共振。注意在共振峰附近尽量增加测试点数，并将振动幅值及对应频率填入表中。五、实验结果分析1、实验数据频率（

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