[高等教育]機械工程測試技術課程實驗教學要求-資料下載頁
2025-08-21 16:19本頁面
【正文】 一階固有頻率和阻尼系數； ，和理論計算值對比，分析兩者差異的原因。三、相關知識要點 懸臂梁前三階的振動型態(tài)如圖若只按一階振動型振動，其自由端的橫向振動可看成為一單自度振動，其型態(tài)也可用控制工程中所述的二階欠阻尼系統來描述（注意：一階振型和二階欠阻尼系統中的兩個“階”是不同的概念）。從懸臂梁系統、自由端處的輸入、自由端處的振動輸出三者關系來看，屬已知（但要測出來）輸入、輸出，識別（分析出）系統的問題。因此可通過頻率特性分析，獲取懸臂梁系統的一些動態(tài)特性。頻率特性可用實、虛頻，或幅、相頻，或Nyquist圖表示。從懸臂梁自由端處的振動來看，若自由端施加一初位移或初速度，梁將作衰減振動。在自由端拾取振動，其類同一個二階小阻尼系統在一初位移或初速度下的階躍或脈沖響應過程（見控制工程，二階系統時域響應分析）。自由端拾取的振動（時域響應）也含有該懸臂梁一階固有頻率和阻尼系數的的信息。 以上兩種方法分屬頻域方法和時域方法。輸入可用多種方式，或力，或位移，或需測試，或可不測試；輸出（橫向振動）也可由多種方式測試，送入計算機并作分析。因此可設計出多種實驗和分析方案來完成實驗要求。選取傳感器時請注意其測量原理，性能指標；數據采集時請注意采樣頻率及采樣長度的選擇及對分析結果影響；信號的頻譜分析原理，頻率分辯率；虛擬儀器及其使用。附：懸臂梁固有頻率的理論計算可按下式計算懸臂梁的前三階固有頻率： （rad/s） i =1,2,3 或 （Hz） i=1,2,3 其中：A為等截面懸臂梁的橫截面積，A=截面寬度b *截面高度h；（m）l為等截面懸臂梁的長度（m）；梁的材料密度＝；材料彈性模量E=206GPa；對截面中性軸的慣性矩I=；振型常數：l＝,l=,l= 四、可提供的實驗設備懸臂梁，加速度傳感器及放大器，電渦流位移傳感器，動態(tài)應變儀及應變片，力錘， USB6009數據采集卡，PC機，虛擬儀器程序及說明。五、實驗報告要求 實驗目的和原理； 實驗過程； 整理和分析實驗中得到的振動信號的數據，并分析其結果；機械結構的主要動態(tài)特性識別方面當前科技發(fā)展狀況。六、各種可能的方案（18種）（一） 頻域方法 力錘脈沖激振，加速度傳感器拾取輸出，獲得頻率特性（1） 用頻率特性的實、虛頻來分析；（2） 用頻率特性的幅、相頻來分析；（3） 用頻率特性的Nyquist圖來分析。 力錘脈沖激振，電渦流位移傳感器拾取輸出，獲得頻率特性（1） 用頻率特性的實、虛頻來分析；（2） 用頻率特性的幅、相頻來分析；（3） 用頻率特性的Nyquist圖來分析。（二）時域為主的方法初脈沖，只用加速度傳感器拾取輸出，獲得衰減振動的加速度時域信號（1） 分析衰減振動的加速度時域信號；（2） 分析衰減振動的加速度時域信號，并對時域信號作自功率譜分析。初脈沖，只用電渦流位移傳感器拾取輸出，獲得衰減振動的位移時域信號（3） 分析衰減振動的位移時域信號；（4） 分析衰減振動的位移時域信號，并對時域信號作自功率譜分析。初脈沖，只用應變片及動態(tài)應變儀及拾取輸出，獲得衰減振動的應變時域信號（5） 分析衰減振動的應變時域信號；（6） 分析衰減振動的應變時域信號，并對時域信號作自功率譜分析。初位移，只用加速度傳感器拾取輸出，獲得衰減振動的加速度時域信號（7） 分析衰減振動的加速度時域信號；（8） 分析衰減振動的加速度時域信號，并對時域信號作自功率譜分析。初位移，只用電渦流位移傳感器拾取輸出，獲得衰減振動的位移時域信號（9） 分析衰減振動的位移時域信號；（10） 分析衰減振動的位移時域信號，并對時域信號作自功率譜分析。初位移，只用應變片及動態(tài)應變儀及拾取輸出，獲得衰減振動的應變時域信號（11） 分析衰減振動的應變時域信號；（12） 分析衰減振動的應變時域信號，并對時域信號作自功率譜分析。17
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