振动实验指导书 西安建筑科技大学力学实验室 二零零四年六月
I 振动实验指导书 西安建筑科技大学力学实验室 二零零四年六月
前言 在工程实践中存在着大量的振动问题,由于振动学中的概念很多,结论 抽象,数学推导复杂,因此在教学中仅通过数学推导来建立概念,学生接受起 来比较困难。在这种情况下,我室开出了部分振动实验内容,使学生通过观察, 对比,分析,学会通过实验建立正确的牢固的概念,同时在实验中训练学生动 手能力,提髙学生解决实际问题的能力。本书由杨耀锋主编,刘书香参编, 编者水平有限,如有不足之处,请多提宝贵意见。 2004年06月
I 前 言 在工程实践中存在着大量的振动问题，由于振动学中的概念很多，结论 抽象，数学推导复杂，因此在教学中仅通过数学推导来建立概念，学生接受起 来比较困难。在这种情况下，我室开出了部分振动实验内容，使学生通过观察， 对比，分析，学会通过实验建立正确的牢固的概念，同时在实验中训练学生动 手能力，提高学生解决实际问题的能力。本书由杨耀锋主编，刘书香参编，因 编者水平有限，如有不足之处，请多提宝贵意见。 2004 年 06 月
实验守则和要求 1要按时进入实验室。实验进行过程中,不得擅自离开实验室; 2进入实验室,应保持室内安静和整洁,要爱护实验室设备,未经教师同 意,不得乱动仪器设备 3.为保证实验顺利进行,课前应认真预习本实验指导书中有关实验内容, 基本了解实验原理,明确实验要求; 4实验前,应认真听取指导教师对仪器的构造、原理及安全操作、实验步 骤、注意事项的讲解: 5实验准备就绪后,必须请教师检查认可后,方能打开电源进行实验 6实验过程中,如有违犯实验守则而不听教师指导者,教师可作相应处理; 7实验记录经教师检查认可后方可离开实验室 8实验完毕,应将实验装置恢复原状,布置整齐; 9实验报告是处理实验结果的总结材料,实验结束后,按实验要求计算有 关参数,绘制有关图线,按时送交教师审阅
II 实 验 守 则 和 要 求 1.要按时进入实验室。实验进行过程中，不得擅自离开实验室； 2.进入实验室，应保持室内安静和整洁，要爱护实验室设备，未经教师同 意，不得乱动仪器设备； 3.为保证实验顺利进行，课前应认真预习本实验指导书中有关实验内容， 基本了解实验原理，明确实验要求； 4.实验前，应认真听取指导教师对仪器的构造、原理及安全操作、实验步 骤、注意事项的讲解； 5.实验准备就绪后，必须请教师检查认可后，方能打开电源进行实验； 6.实验过程中，如有违犯实验守则而不听教师指导者，教师可作相应处理； 7.实验记录经教师检查认可后方可离开实验室； 8.实验完毕，应将实验装置恢复原状，布置整齐； 9.实验报告是处理实验结果的总结材料，实验结束后，按实验要求计算有 关参数，绘制有关图线，按时送交教师审阅
目录 实验一单自由度系统自由振动实验 试验二单自由度系统强迫振动实验
III 目 录 实验一 单自由度系统自由振动实验....................................................................1 试验二 单自由度系统强迫振动实验....................................................................7
实验一单自由度系统自由振动实验 、实验目的: 1.测定振动系统的固有频率f 2.测定振动系统的阻尼系数n 3.观察小阻尼情况下系统振动按照几何级数衰减的情况: 4.掌握用初干扰法测定系统动力特性参数的实验方法 5.掌握测振仪器的使用方法。 二、实验装置及测振系统框图 拾振器 数据采 弹簧片 测振 微机 放大器 集仪 图一 三、实验原理 实验装置如图一所示,水平台面(其质量为M)被四个下端固定的相同弹 簧片对称支撑着,这样便构成一个小阻尼单自由度水平振动系统,其台面的水 平位移按下面的规律变化。 X=e"sm(√p2-n2t+a) 振动幅值在±Ae两条对数曲线间变化如图二所示: 由理论力学知,相邻振幅之比 Ae -e 为: =e",这个比 值称为振幅减缩率。如果对上式两端 取自然对数得=h=nT,式中 6叫对数减缩率 为了准确计算出δ值,一般取十 个完整的波形取平均值进行计算,则 图二
1 实验一 单自由度系统自由振动实验 一 、实验目的： 1. 测定振动系统的固有频率 f； 2.测定振动系统的阻尼系数 n； 3.观察小阻尼情况下系统振动按照几何级数衰减的情况； 4.掌握用初干扰法测定系统动力特性参数的实验方法； 5.掌握测振仪器的使用方法。 二 、实验装置及测振系统框图 三 、实验原理 实验装置如图一所示，水平台面（其质量为 M）被四个下端固定的相同弹 簧片对称支撑着，这样便构成一个小阻尼单自由度水平振动系统，其台面的水 平位移按下面的规律变化。 sin( ) 2 2 = − + − X Ae p n t nt 振动幅值在 nt Ae− 两条对数曲线间变化如图二所示： 由理论力学知，相邻振幅之比 为： d i d i nT n t T nt i i e Ae Ae A A = = − + − + ( ) 1 ，这个比 值称为振幅减缩率。如果对上式两端 取自然对数得 d i i nT A A = = +1 ln ，式中 δ叫对数减缩率。 为了准确计算出δ值，一般取十 个完整的波形取平均值进行计算，则 拾振器 弹簧片 测 振 放大器 数据采 集仪 微机 图一 图二