机械振动课程实验指导书.doc

实验一 建筑结构振动实验 一、实验目的 1、通过测试结构在不同频率激励下振动的过程，掌握激振与响应的基本知识。 2、了解和掌握振动测量仪器的标定和使用。 3、掌握结构共振的概念，以及结构固有频率和阻尼的测试方法。 二、实验装置 本实验采用YE6252实验系统，如图。该装置由测试仪器、实验台、激振器和传感器等组成。 1、 测试仪器，包括： YE6252Y1功率放大器，通过调节功率放大器的电流改变激振的功率，输出电流范围0—1A，连续可调。 YE6252Y2扫频信号发生器，激振频率变化范围5Hz—100Hz，连续量程。 YE6252Y3力测量仪，配接应变式力传感器。 YE6252Y4位移测量仪，配接涡流式位移传感器。 YE6252Y5应变测量仪，配接应变式传感器。 2、实验台 包括建筑（楼房）模型，激励及测量装置。 3、激振器和传感器 包括 YE1501非接触式激振器 CWY-DO-504电涡流式位移传感器 CL-YB-3/100K力传感器 六个可自由组桥的应变测点。 三、实验原理 系统在外力的激励下产生受迫振动，受迫振动的振幅取决于系统本身的物理性质和激振力的幅值与频率。若激振力的幅值一定，则受迫振幅的大小与激振力的频率有关，当激振力的频率f与系统的结构固有频率fn相同时，结构的振幅将达到极大值，这就是结构共振。 通过改变激振器的力值（由变化功率放大器电流实现）和频率（由变化扫频信号发生器频率实现），对建筑结构模型产生不同频率和力值的激励，结构则产生不同振幅的振动，通过测试结构在不同频率下的响应，绘出结构的受迫振动幅频曲线图。 由于阻尼的存在，共振时系统的振幅有一定的限度。系统的阻尼大，则共振时的振幅小；系统的阻尼小，则共振时的振幅大。阻尼比?可用系统受迫振动幅频曲线来确定。即按下式计算（这种测定阻尼比的方法称为半功率法）： fn1 ?2?f2?f1 式中， fn— 结构的固有频率 f2— 固有频率后振幅为最大振幅0.707倍点处的频率。 f1— 固有频率前振幅为最大振幅0.707倍点处的频率。 因此，根据结构的受迫振动幅频曲线图，可得到结构的固有频率和阻尼等重要动态参数。 四、实验步骤 1、 熟悉实验用设备和仪器。 2、 传感器的标定 确定激振力、振动位移和结构应变之间的对应关系 整理出激振力、振动位移和应变的标定数据表。 3、 激振实验，绘出结构的受迫振动幅频曲线图。确定结构的固有频率fn和阻尼?。 ⑴在一定的力值下，由5Hz开始，逐渐变化扫频信号发生器的频率，记录不同频率下结构的振幅，观察分析结构振幅随激振频率变化的情况。可观察到，随着激振频率的升高，结构的振幅也越来越高，当激振频率达到结构固有频率时，振幅出现一个峰值。当激振频率超过结构固有频率后继续升高激振频率，振幅又逐渐降低。 ⑵改变功率放大器的电流，在新的力值下，重复过程⑴，并记录结构在不同激振频率下的振幅。 ⑶整理结构在不同频率下的振幅，根据数据画出结构的幅频曲线图。并确定该建筑结构的固有频率（既最大振幅所对应的频率）。 ⑷ 用半功率法估算出该结构的阻尼?。 五、实验报告 实验报告包括以下内容： 1、实验目的 2、实验原理 3、实验装置，画出实验装置示意简图 4、简述实验过程 5、标定数据表 6、幅频曲线图 7、结论，结构的固有频率和阻尼。 实验二 转子的动平衡实验 一、实验目的 1、观察转子的不平衡振动现象，了解和掌握不平衡引起激励以及转子系统振动响应的概念。 2、了解和掌握转子振动测量分析仪器的使用。 3、掌握转子振动振幅和相位的测试方法，掌握转子动平衡的基本原理和方法。 二、实验装置 1、 转子振动模拟试验台。 图1所示为转子动平衡实验装置，它包括实验台和测试仪器两部分，实验台部分是电机、支撑和转子，转子由等直径轴和若干转盘组成，转盘在轴上的位置可以改变，转轴的直径为 图1、转子振动测试装置 1.含油轴承支座 2 .限位保护支座 3.转盘 4.光电传感器头 5.传感器(非接触涡流传感器) 6.转轴 7.传感器支座 8.联轴节 9.电机 10.调压器 11.前置放大器 12. 测试及动平衡分析仪 ?9.5，转盘分为两种规格。?76?25，其质量为800g；?76?19 ，其质量为600g。转子转速的变化通过串激电机改变电压实现的。测试仪器主要是两个涡流式位移传感器及其前置放大器，光电转速传感器，振动测试及动平衡分析仪器等。 2、 动平衡分析仪 本实验的振动测试及动平衡分析采用ZXP-8型动平衡分析仪。该仪器可进行