3.注意! 在共振频率f处,系统振动激烈,要尽快作好曲线记录,尽快离开共振区。在这 个过程中如果发现设备有任何异常现象,立即断开电源,停止实验,等查明原因,排 除故障后,再继续进行实验
实验5动力吸振器设计 1.实验概述 本实验系统如图5所 示。是由实验4所示的摆 振机构与吸振器6组合而 成的新系统。 本实验的第一步是 做实验4的运转实验,考 察原摆振系统的共振情 ∠了1=1 况,并且(1)记下共振 时的频率f0和加速度信 (a)实验系统(b)实验系统的振动力学模型 l、转轴2、弹簧3、摆架4、加 号的功率谱曲线。(2)记 速度传感器5、偏心质量6、吸振器 下另一个任选转速下的 图5动力吸振器设计 振动频率f和加速度信 号的功率谱曲线 第二步做一个吸振器-…一个在端部装有集中质量的悬臂梁。(1)调整梁的长度, 使其固有频率等于原摆振系统的固有频率∫0。将吸振器安装到摆振机构上去如图5所 示。开启电动机,并缓慢增加速度,使受迫振动的频率逐渐向∫接近,当它等于彡时, 记下振动的功率谱,以便与原摆振系统共振时加速度信号的功率谱对照,考察吸振器 的减振作用。(2)调整梁的长度,使其固有频率等于∫,将吸振器安装到摆振机构上 去后,开启电动机,并缓慢加速,当受迫振动的频率等于∫时,记下振动加速度信号 的功率谱,以便与原摆振系统共振时加速度信号的功率谱对照,考察吸振器的减振作 用 当激振力频率等于吸振器的固有频率时,吸振器将激烈振动,而原系统在该频率 处的振动却有所削弱,这就是动力吸振器的减振作用。 实际上原系统的振动主要是在以激振力频率为中心的一个频带内的振动,所以要 有效地抑制原系统在该频带内的振动,可以附加多个吸振器,各个吸振器的固有频率
可均布在上述频带内,以达到减振的目的。努力达到这个目的,是吸振器实际应用中 最为重要的构造过程。 2.实验要求 (1)做实验4的运转实验,在任选的频率f1和共振频率f0处,记录振动加速度的 波形及其功率谱 (2)将吸振器的固有频率调整到f,将电动机的每秒转数调到f,记录振动加速 度的波形及其功率谱 (3)将吸振器的固有频率调整到f,将电动机的每秒转数调到∫,记录振动加 速度的波形及其功率谱; (4)假设图5b)力学模型的有关尺寸、物理参数均为已知,试推导该系统绕轴1 转动的运动微分方程及其解,并结合本实验记录作出讨论 3.注意! 在共振频率后处,系统振动激烈,要尽快作好曲线记录,尽快离开共振区。在这 个过程中如果发现设备有任何异常现象,立即断开电源,停止实验,等查明原因,排 除故障后,再继续进行实验
实验6振动力学、材料力学关于压杆稳定的综合实验 1.实验概述 本实验的装置如图6所示。电动机1或 手轮3的转动经过减速器2减速后驱动滚珠 丝杠副4,通过卡具(它可在卡具座5内作 2.踏 5.手轮 轴向移动)将轴向压力加到受压的秆子即试 4.深昧杠 件8上,压力大小由压力传感器6测量,在④ 5.+只座 6,压力西 压力测量仪14上读数,并进一步送到计算 7,歲粮分析仪 机内。轴向力加载的速度由电机调速系统10 8,试件 9,悦移传洒 设定,最低加载速度为0.035mm/min,压力@ 10,电扣调建系较 测量误差在传感器容量2%-100的范围内 11.栘量仪 12,置 小于显示值的0.5% ⊙③ 试件的挠度由电涡流位移传感器9测③ 13, 14.压+量仪 量,经前置器、位移测量仪和放大器处理后振动力学、材料力学关于压杆稳定的合试验 送到计算机内,由虚拟分析仪做进一步分析 处理,它能自动绘出压力—挠度曲线,以便观察压杆失稳的全过程。这是材料力学测 量压杆屈曲载荷F的方法。 当用振动方法测量压杆屈曲载荷的时候,轴向压力F需逐步增加。每次加载后, 轻击试件,使秆子自由振动。振动信号的测量也像挠度信号一样,并由虚拟分析仪处 理,求出秆子的固有频率,这样可以得到一系列的点(F,0)。可以证明:杆仔固有 频率的平方2与轴向压力F之间呈直线关系2=a-bF,式中常数a、b取决于杆子 的形状尺寸、材质、和边界条件。虚拟分析仪将测到的这些点用最小二乘法进行直线 拟合就得到上式所示直线,并显示在屏幕上。该直线与横轴的交点所对应的载荷就是 压杆的屈曲载荷F 2.实验要求 (1)实验得出并记录文中所述两个实验曲线和结果,进行对比、讨论 (2)推导直线关系式2=a-bF; (3)对振动实验数据,自己编程序用最小二乘法做直线拟合,求出屈曲载荷,与 虚拟分析仪拟合的结果进行比较
实验7振动法测量流体密度 1.实验概述 本实验的装置如图7所示。敲击测量管1,使它发生自由振动,振动信号由电涡流 传感器2测量,经前置器3、位移测量仪4和放大器5处理后送给计算机(虚拟动态分 析仪),或送给以单片机为核心的流体密度分析仪做进一步处理,得到振动信号的功率 谱,读出测量管自由振动的固有频率。 测量管可看作欧拉伯努利梁,横向振动固有频率的平方2为 f=k1-=k'I- A 式中,E是梁的纵向弹性摸量,1为截面惯性矩,A为横截面积,p为梁的材料密度 l是梁的长度,m是梁的质量而k则是取 决于梁的长度和边界条件的常数。在管子 里面装满水,设水的密度为p水,管腔的 横截面积为A',则水的质量为 m*k=p水4l。可以认为水不会改变梁的 刚度,所以,通水管子的固有频率∫水应 1、测量管2、电涡流位移传感器3.前置器 当满足下面的公式 4.位移測量仪5放大器6流体密度分析仪 =k1 用动方法测量流体密度 由上述各式,得 P k‘Ef3f2 (1) 同理,如果在管子内通以密度为pa的流体,则装此流体的管子的固有频率f就 应该满足下面的公式 k‘Eff2 由此两式,得