阻尼比的計(jì)算

1、.說(shuō)明：在下面的數(shù)據(jù)處理中，如，：表示第一次實(shí)驗(yàn)中第一、幅值、對(duì)應(yīng)幅值時(shí)間、變化率、阻尼比、無(wú)阻尼固有頻率。第二次和和三次就是把對(duì)應(yīng)的1改成2或3.由于在編緝公式時(shí)不注意，與平方，三次方會(huì)引起誤會(huì)，請(qǐng)老師見(jiàn)諒！Ap0308104 陳建帆2006-7-1實(shí)驗(yàn)題目：懸臂梁一階固有頻率及阻尼系數(shù)測(cè)試一、 實(shí)驗(yàn)要求以下：1. 用振動(dòng)測(cè)試的方法，識(shí)別一阻尼結(jié)構(gòu)的（懸臂梁）一階固有頻率和阻尼系數(shù)； 2. 了解小阻尼結(jié)構(gòu)的衰減自由振動(dòng)形態(tài)；3. 選擇傳感器，設(shè)計(jì)測(cè)試方案和數(shù)據(jù)處理方案，測(cè)出懸臂梁的一階固有頻率和阻尼根據(jù)測(cè)試曲線(xiàn)，讀取數(shù)據(jù)，識(shí)別懸臂梁的一階固有頻率和阻尼系數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容識(shí)別懸臂梁的二階固有頻

2、率和阻尼系數(shù)。三 、測(cè)試原理概述：1，瞬態(tài)信號(hào)可以用三種方式產(chǎn)生，有脈沖激振，階躍激振，快速正弦掃描激振。2，脈沖激勵(lì) 用脈沖錘敲擊試件，產(chǎn)生近似于半正弦的脈沖信號(hào)。信號(hào)的有效頻率取決于脈沖持續(xù)時(shí)間 ，越小則頻率范圍越大。3. 幅值：幅值是振動(dòng)強(qiáng)度的標(biāo)志，它可以用峰值、有效值、平均值等方法來(lái)表示。頻率：不同的頻率成分反映系統(tǒng)內(nèi)不同的振源。通過(guò)頻譜分析可以確定主要頻率成分及其幅值大小，可以看到共振時(shí)的頻率，也就可以得到懸臂梁的固有頻率 4、阻尼比的測(cè)定自由衰減法 : 在結(jié)構(gòu)被激起自由振動(dòng)時(shí)，由于存在阻尼，其振幅呈指數(shù)衰減波形，可算出阻尼比。一階固有頻率和阻尼比的理論計(jì)算如下：阻尼比計(jì)算如下：在這

3、個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們使用的是自由衰減法，以下是實(shí)驗(yàn)應(yīng)該得到的曲線(xiàn)樣本及物理模型。 實(shí)驗(yàn)步驟及內(nèi)容1，按要求，把各實(shí)驗(yàn)儀器連接好接入電腦中，然后在懸臂梁上粘緊壓電式加速度傳感器打開(kāi)計(jì)算機(jī)，。2，打開(kāi)計(jì)算機(jī)，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)上的“振動(dòng)測(cè)試及譜分析 .vi ”。3，選擇適當(dāng)?shù)牟蓸宇l率和采樣點(diǎn)數(shù)以及硬件增益。點(diǎn)擊 LabVIEW 上的運(yùn)行按鈕（ Run ）觀(guān)察由脈沖信號(hào)引起梁自由衰減的曲線(xiàn)的波形和頻譜。4，嘗試輸入不同的濾波截止頻率，觀(guān)察振動(dòng)信號(hào)的波形和頻譜的變化。5， 嘗試輸入不同的采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)以及硬件增益，觀(guān)察振動(dòng)信號(hào)的波形變化。6， 根椐最合適的參數(shù)選擇，顯示最佳的結(jié)果。然后按下“結(jié)束按鈕，完成信號(hào)采

4、集。最后我選 擇的參數(shù)是：采樣頻率 為512HZ,采樣點(diǎn)數(shù)N為512點(diǎn)。7， 記錄數(shù)據(jù)，copy讀到數(shù)據(jù)的程序，關(guān)閉計(jì)算機(jī)。軟件設(shè)計(jì)程序：第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及分析：為了準(zhǔn)確讀取數(shù)據(jù)，可以在原程序中增加一個(gè)可以讀取框圖。是第一組衰減振蕩信號(hào)的數(shù)據(jù)圖。任意選取其中幅值較大的連續(xù)的7個(gè)幅值，得到如下數(shù)據(jù)及處理如下：第二次實(shí)驗(yàn)記錄，以下第一個(gè)框圖為了準(zhǔn)確讀取數(shù)據(jù)，在原程序中增加一個(gè)可以自動(dòng)捕抓功能的讀取框圖。后面兩個(gè)是原來(lái)程序的框圖，記錄數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)如下。以上是第二次的實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)，任意選取其中幅值較大的連續(xù)的7個(gè)幅值，得到如下數(shù)據(jù)及處理如下：;以上是第三次實(shí)驗(yàn)的曲線(xiàn)，任意選取其中幅值較大的連續(xù)的7個(gè)幅

5、值，數(shù)據(jù)讀取及處理如下：以下框圖是為了準(zhǔn)確讀取數(shù)據(jù)，在原程序中增加一個(gè)可以自動(dòng)捕抓功能的。從上面的數(shù)據(jù)處理中可知：;=; =; 則阻尼比可采為：; 無(wú)阻尼固有頻率為： 理論上的固有頻率為：;它與實(shí)驗(yàn)測(cè)到的數(shù)據(jù)的一些誤差。參數(shù)選擇利用的公式：=,;,N=.問(wèn)答題：1脈沖激振的特點(diǎn)是什么，脈沖激振還可以用于那些方面？2、對(duì)于大型工件如車(chē)床床身、汽輪機(jī)軸等能否采用脈沖錘激振？1答：脈沖激振是給試件施加一脈沖力，試件在脈沖力的作用中將產(chǎn)生一自由振動(dòng)。它具有簡(jiǎn)便高效的特點(diǎn)，便對(duì)激勵(lì)點(diǎn)，拾振點(diǎn)等的選擇會(huì)有較高要求。脈沖激振還可以用于結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)測(cè)試和無(wú)損探傷，利用脈沖激振模態(tài)分析法對(duì)300MW汽輪機(jī)松裝葉片等

6、儀器設(shè)備的靜頻測(cè)量，利用脈沖激振的方法用加速規(guī)檢測(cè)食物的品質(zhì)，等等答：2答：可以，一般脈沖錘測(cè)量范圍為0500N，固有頻率為060Hz，而大型工件的固有頻率都比較?。ㄐ∮?0Hz），雖然在作激振時(shí)所需的激振力比較大，但脈沖錘所能得到的力足夠達(dá)到所需的力的大小。在對(duì)一些大型結(jié)構(gòu)，難以購(gòu)置大量傳感器，只對(duì)結(jié)構(gòu)的脈沖振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)作譜分析，也可獲得滿(mǎn)足工程要求的一些信息。心得體會(huì)這個(gè)學(xué)期我學(xué)習(xí)了測(cè)試技術(shù)課，有理論學(xué)習(xí)，也有實(shí)踐操作。通過(guò)理論的學(xué)習(xí)我懂得了測(cè)試技術(shù)的一些基本原理和基本的測(cè)試方面的常識(shí)。比如說(shuō)濾波器種類(lèi)及作用，各種傳感器的原理及其適用范圍、各種常用工程量測(cè)試的常識(shí)。更重要的是學(xué)到了時(shí)域采樣

7、定理，如果信號(hào)的采樣間隔不符合要求，就會(huì)做得到的信號(hào)失真。，為原頻譜的最高截止頻率。另外，在理論課的學(xué)習(xí)的學(xué)到的Labview基礎(chǔ)知識(shí)，在做實(shí)驗(yàn)是得到了充分的運(yùn)用和發(fā)展。通過(guò)實(shí)踐操作，即做測(cè)試實(shí)驗(yàn)，我再一次深刻地感受到了理論與實(shí)際的差別，理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性。我們這個(gè)學(xué)期做了三個(gè)測(cè)試實(shí)驗(yàn)：1，金屬箔式應(yīng)變片的溫度效應(yīng)及補(bǔ)償2、懸臂梁固有頻率測(cè)試、3振動(dòng)測(cè)量及譜分。在做“金屬箔式應(yīng)變片的溫度效應(yīng)及補(bǔ)償”時(shí)，我學(xué)到了金屬應(yīng)變片的貼片方法和按電橋的電路圖如何用電路元件接成電路。在做“振動(dòng)測(cè)量及譜分”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，我懂得了壓電式加速度傳感器的使用方法，知道了關(guān)于振動(dòng)測(cè)試的方法。3、懸臂梁固有頻率測(cè)試，

8、我學(xué)會(huì)了如何給測(cè)試對(duì)象施加脈沖和階躍信號(hào)等等。在做實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，我選擇了懸臂梁固有頻率測(cè)試實(shí)驗(yàn)，因?yàn)檫@個(gè)實(shí)驗(yàn)印象比較深刻。在做實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過(guò)程中，除了要填寫(xiě)原理、步驟等基本知識(shí)外，還要畫(huà)物理模型圖，幅頻圖。更麻煩的是要用數(shù)學(xué)編緝器編織大量的數(shù)學(xué)公式及時(shí)行大量的數(shù)學(xué)運(yùn)算。對(duì)測(cè)量回來(lái)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理和分析，要對(duì)處理過(guò)來(lái)實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)截到Word中。但是，通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)報(bào)告的編寫(xiě)提高了自己對(duì)懸臂梁的認(rèn)識(shí)，提高了對(duì)labview軟件的認(rèn)識(shí)和操作能力。提高了對(duì)Word文檔和操作及對(duì)數(shù)學(xué)編緝器的熟練程度。在這個(gè)過(guò)程中，還有一個(gè)小插曲，因?yàn)樵贑OPY實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，還有一組同學(xué)的數(shù)據(jù)存在我的MP3內(nèi)，在我開(kāi)始做報(bào)告時(shí)，不自覺(jué)地點(diǎn)到了另一組同學(xué)的數(shù)據(jù)上，等到我辛辛苦苦完成報(bào)告后，檢查時(shí)，竟然發(fā)現(xiàn)做的是別人的數(shù)據(jù)。當(dāng)時(shí)，我有想過(guò)不重新做了，可以跟老師說(shuō)明一下