简支梁振动系统动态特性综合测试方法分析Word文件下载.docx
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把接触式激振器安装在支架上,调理激振器高度,让接触头对简支梁产
生必定的预压力,使激振杆上的红线与激振器端面平齐为宜,把激振器的信
号输入端用连结线接到DH1301扫频信号源的输出接口上。
把加快度传感器粘
贴在简支梁上,输出信号接到数采剖析仪的振动测试通道。
②开机
翻开仪器电源,进入DAS2003数采剖析软件,设置采样率,连续收集,
输入传感器敏捷度、设置量程范围,在翻开的窗口内选择接入信号的丈量通
道。
清零后开始收集数据。
③丈量
翻开DH1301扫频信号源的电源开关,调理输出电压,注意不要过载,手动调理输出信号的频次,从0开始调理,当简支梁产生振动,且振动量最大时(共振),保持该频次一段时间,记录下此时信号源显示的频次,即为简支梁振动固有频次。
持续增大频次可获得高阶振动频次。
2
④所得图形及数据剖析:
(图1-2:
幅频特征曲线)
由幅频特征曲线可获得的数据:
表1-1:
实验所得数据
阶数
一阶
二阶
三阶
固有频次(Hz)
58.5938
183.5938
386.7188
幅值(mv)
2.8724
5.6004
6.5225
2.丈量并考证位移、速度、加快度之间的关系
(1)实验装置与仪器框图:
见(图2-1)
在振动丈量中,有时常常不需要丈量振动信号的时间历程曲线,而只要要测
量振动信号的幅值。
振动信号的幅值可依据位移、速度、加快度的关系,用位移
传感器或速度传感器、加快度传感器来丈量。
设振动位移、速度、加快度分别为
x、v、a,其幅值分别为X、V、A:
x=Bsin(
ωt-ψ)
(式2-1)
v=
dx=ωBcos(ωt-ψ)
(式2-2)
dt
a
d2x
w2Bsin(wt)
(式2-3)
dt2
3
式中:
B一一位移振幅ω——振动角频次
ψ——初相位
A=ω2
X=B
B=(2πf)
B
式(2-4)
(图2-1:
实验装置图)
振动信号的幅值可依据式(2-4)中位移、速度、加快度的关系,分别用位移
传感器、速度传感器或加快度传感器来丈量。
也可利用动向剖析仪中的微分、积
分功能来丈量。
①安装激振器
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必定的预压力(不要超出激振杆上的红线表记),用专用连结线连结激振器和DH1301扫频信号源输出接口。
②连结仪器和传感器
把加快度传感器安装在简支梁的中部,输出信号接到数采剖析仪的振动
测试通道;
把位移传感器安装在简支梁的中部,输出信号接到数采剖析仪的
振动测试通道;
把速度传感器安装在简支梁的中部,输出信号接到数采剖析
仪的振动测试通道。
③仪器参数设置
4
翻开数采仪器的电源开关,开机进入DHDAS数采剖析软件的主界面,设
置采样频次、量程范围,输入加快度传感器、速度传感器和位移传感器的灵
敏度。
输入方式:
压电传感器选AC,速度传感器选AC,位移传感器选SIN_DC;
翻开三个窗口,分别显示三个通道的时间信号。
④收集并显示数据
调理扫频信号源的输出频次和信号幅值,使梁产生显然振动。
在三个窗
口中读取目前振动的最大值(位移、速度、加快度)。
(4)实验数据:
(图2-2:
位移、速度、加快度时间曲线)
(5)实验结果与剖析:
表2-1:
实验数据结果
位移X
速度V
加快度A
0.048
82.1416
3.9908
1.2670
5
综上所述,实验结果与计算结果大概相等。
3.系统逼迫振动固有频次和阻尼的丈量
(1)实验步骤:
①剖析软件进入到频响函数剖析模块。
②设置信号源频次,开端频次:
0Hz,结束频次:
100Hz,线性扫频间隔:
1Hz/s。
③设置剖析软件,均匀方式:
峰值保持;
信号显示窗口内,选择显示频响函
数1-3/1-2曲线;
④开始收集数据,输出扫频信号给激振器。
直到扫频信号达到结束频次,手
动停止扫频。
(2)数据办理:
频响函数曲线近似下列图:
(图3-1:
频响函数曲线)
由频响函数图像可知,系统固有频次f0=51.8HZ,f1=50.9HZ,f2=55.4HZ阻尼比
4.系统自由衰减振动及固有频次和阻尼比的丈量
6
(图4-1:
实验装置框图)
(2)实验方法:
①将测试系统连结好将加快度传感器部署在集中质量邻近,加快度传感器
信号接到数采仪的振动测试通道。
②仪器设置
翻开仪器电源,进入控制剖析软件,新建一个项目(文件名自定),设置采样频次、量程范围、工程单位和敏捷度等参数,在数据显示窗口内点击鼠
标右键,选择信号,选择时间波形,开始收集数据,数据同步收集显示在图形窗口内。
③测试和办理
用锤敲击质量块使其产生自由衰减振动。
记录单自由度系统自由衰减振动
波形,而后设定i,利用双光标读出i个波经历的时间△t,T=△t/;
读出相
距i个周期的两振幅的双振幅2A1、2Ai+1之值,计算出阻尼比
,固有频次f0
。
(3)实验所得图形以下:
7
(图4-2:
时间曲线图形)
表4-1:
加快度传感器时间波形曲线上峰值数据
时间(s)
9.3281
9.3516
9.3848
9.4121
9.4160
幅值(mv)109.1394
51.3051
33.3225
28.5703
26.1390
表4-2:
9.4453
9.4727
9.5059
9.5352
9.5664
幅值(mv)23.1771
17.7364
17.0072
14.5400
11.3836
(4)计算结果以下:
表4-3:
数据办理结果
i
时间t
周期T1
A1
Ai+1
阻尼比
固有频率
f0
9
0.2383
0.0265
109.1394
0.0400
37.74
i=9
△t=t10-t1=9.5664-9.3281=0.2383(s)
A1=109.1394
A10=11.3836
8
5.主动隔振的丈量
(1)实验装置:
(图5-1:
隔振设计中,经常用振动传达比T和隔振效率η来评论隔振成效。
主动隔振传达比等于物体传达究竟座的振动与物体的振动比,被动隔振传达比等于底座传达到物体的振动与底座的振动之比,两个方向的传达比相等。
一般,由物体传达
究竟座经常使劲表示,由底座传达到物体时则用位移、振动速度或振动加快度表示,这样便于应用。
隔振效率:
T
100%
传动比T:
D2u2
u
D
式中D为阻尼比,
激振
频次和共
振频次的比。
只有传达比小于1才有隔振成效。
所以
T<
1的地区称为隔振区。
①当时,T>
1。
系统有放大作用;
②当时,系统发生共振,传达比极大;
③当
2f0
f3f0时,作用有限;
④3f0
f
6f0时,隔振能力低(20—30dB);
⑤6f0
10f0时,隔振能力中等(
30—40dB);
⑥f10f0时,隔振能力强(>
40dB);
(3)实验步骤:
①仪器安装
把空气阻尼器和质量块构成的弹簧质量系统固定在底座中部,加快度传感器放上边,接入数采仪的电荷通道,速度传感器放在底座上,接入收集仪的
应变通道将调速电机安装到隔振器上,电机连线接到调压器上。
②开机进入控制剖析软件,设置采样频次等参数,正确输入传感器敏捷度,
设置双通道时间和频谱示波,并将加快度通道信号积分办理,变为速度显示。
③改变激振频次(电机转速),分别丈量20Hz,40Hz,60Hz时,两传感器的振
动幅度。
④依据所测幅值计算传动比和隔振成效
隔振传动比:
1T100%
(4)实验图形:
10
(图5-2:
激振频次20HZ下幅频特征曲线)
(图5-3:
激振频次40HZ下幅频特征曲线)
11
(图5-4:
激振频次60HZ下幅频特征曲线)
(5)数据办理:
表5-1:
激振器频次(Hz)加快度传感器振幅
速度传感器振幅
传动隔振效
A2
比
率
20
0.0422
0.1391
0.3034
69.66%
40
0.4951
6.6757
0.0742
92.58%
60
1.4256
66.9644
0.0213
97.87%
12
6.被动隔振的丈量
(图6-1:
实验装置)
防备地基的振动经过支座传至需保护的精细仪器或仪器仪表,以减少运
动的传达,称为被动隔振。
被动隔振传达比等于底座传达到物体的振动与底
座的振动之比,由底座传达到物体时则用位移、振动速度或振动加快度表示。
u2
式中D为阻尼比,为激振频次和共振频次的比。
13
①隔振器安装
把小的空气阻尼器和质量块构成的弹簧质量系统固定在梁中部,速度传感器放上边,压电加快度传感器放在梁的下边。
②安装激振器
③连结仪器和传感器
把加快度传感器输出信号接到数采剖析仪的振动测试通道1-2;
把速度传感器输出信号接到数采剖析仪的应变测试通道1-3。
④仪器参数设置
翻开数采仪器的电源开关,开机进入DHDAS2003数采剖析软件的主界面,设置采样频次、剖析点数,量程范围,输入加快度传感器、速度传感器的敏捷度。
⑤翻开三个窗口,分别显示二个通道的时间波形信号、二通道频谱信号和频响函数,而且加快度信号要经积分运算变换为速度信号。
⑥收集并显示数据
调理扫频信号源的输出频次,使隔振器产生共振。
在各窗口中分别读取
目前振动的最大值、频次值f0、振幅以及第一通道的峰值A1和第二通道的峰
值A2。
⑦改变激振频率,分别测量f0f
2f0、、2f0f3f0
、
3f0f6f0、6f0
f10f0、f10f0、时,上下传感器的振动幅度。
⑧依据所测幅值计算传动比和隔振成效
14
(4)实验图形以下:
(图6-2:
(图6-3:
激振频次48HZ下幅频特征曲线)
15
(图6-4:
激振频次88HZ下幅频特征曲线)
(图6-5:
(图6-6:
激振频次320HZ下幅频特征曲线)
16
(图6-7:
激振频次480HZ下幅频特征曲线)
(5)数据办理计算:
表6-1:
数据结果
频次范围
频次
加速度振
速度振幅
传动比T
隔振效
幅A1
0.0784
4.1913
0.0187
98.13%
0.2636
11.7068
0.0225
97.75%
0.05311.30410.040795.93%
0.3028
4.2952
0.0705
92.95%
0.9280
6.2068
0.1495
85.05%
0.0217
0.0837
0.2593
74.07%
17
7.复式动力吸振器吸振实验
(1)实验装置图:
(图7-1:
单式动力减振采纳一个附带的特别弹簧质量系统变为为两自由度的系
18
统,附带弹簧质量系统固有频次a等于主系统的固有频次,假如外面激振频次等于其固有频次时,即可起到优秀的减振成效。
假如外面激振频次与主
系统的二阶或更高阶固有频次相等时,单式减振器就不可以发挥作用,这时能够采纳复式减振器。
复式减振器附带一个拥有两自由度或多自由度的弹簧质量系统,减振器
的一个弹簧质量系统的调理螺母经过调理,能够对应系统中的某阶固有频次,
当外面激振力惹起主系统某阶共振时,能量就转移到附带质量系统,起到减
振成效。
②接仪器和传感器
把加快度传感器安装到梁中部集中质量上,输出信号接到数采剖析仪的振动测试通道;
复式动力吸振器安装在梁中央。
.③仪器参数设置
翻开数采仪器的电源开关,开机进入DHDAS数采剖析软件的主界面,设置采样率、量程范围,输入加快度传感器的敏捷度。
窗口分别显示振动信号的时间波形和频谱
调理扫频信号源的输出频次,使梁产生共振。
在窗口中分别读取目前振动
的幅值、频次值。
⑤调理吸振器上的调理螺母,察看波形,使其幅值达到最小时,停止调理,
记录其幅值及频次。
19
⑥调理信号源使梁系统产生高阶共振,重复步骤⑤。
(4)实验图形及数据:
(图7-2:
调理前幅频特征曲线)
(图7-3:
调理后一阶固有频次下幅频特征曲线)
(图7-4:
调理后二阶固有频次下幅频特征曲线)
(图7-5:
调理后三阶固有频次下幅频特征曲线)
(5)测试数据以下:
表7-1:
测试数据
调理前
调理后
幅值
2.3006
0.2087
5.9773
2.9883
378.9063
2.9740
0.3310
五、心得领会
六、参照文件
[1]DHVTC振动测试与控制实验装置使用手册.江苏东华测试技术有限企业
[2]DH-1301扫频信号发生器使用说明书.江苏东华测试技术有限企业
[3]太原科技大学测控技术及仪器教研室.测试技术实验指导书.太原科技大学
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- 简支梁 振动 系统 动态 特性 综合测试 方法 分析