振動系統(tǒng)固有頻率測試 (1)

1、振動系統(tǒng)固有頻率的測試振動系統(tǒng)固有頻率的測試目錄一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康亩?、實驗裝置二、實驗裝置三、實驗原理三、實驗原理四、實驗步驟四、實驗步驟五、實驗結(jié)果五、實驗結(jié)果實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康膙1. 學(xué)習(xí)振動系統(tǒng)固有頻率的測試方法；學(xué)習(xí)振動系統(tǒng)固有頻率的測試方法；v2. 學(xué)習(xí)共振動法測試振動固有頻率的原理與學(xué)習(xí)共振動法測試振動固有頻率的原理與方法；（幅值判別法和相位判別法）方法；（幅值判別法和相位判別法）v3.學(xué)習(xí)衰減振動波形自譜分析法測試振動系學(xué)習(xí)衰減振動波形自譜分析法測試振動系統(tǒng)固有頻率的原理和方法。（自譜分析法統(tǒng)固有頻率的原理和方法。（自譜分析法）實驗裝置實驗裝置v1、振動系統(tǒng)：簡、振動系統(tǒng)：簡

2、支梁、激振器。支梁、激振器。v2、測振系統(tǒng)：傳、測振系統(tǒng)：傳感器、感器、 ZJY-601A型振動教學(xué)實驗型振動教學(xué)實驗儀、儀、INV303系列系列智能信號采集處智能信號采集處理分析儀、計算理分析儀、計算機及機及DASP大容量大容量數(shù)據(jù)采集與信號數(shù)據(jù)采集與信號處理分析軟件。處理分析軟件。 對于振動系統(tǒng)，經(jīng)常要測定其固有頻率，對于振動系統(tǒng)，經(jīng)常要測定其固有頻率，最常用的方法就是用簡諧力激振，引起系最常用的方法就是用簡諧力激振，引起系統(tǒng)共振，從而找到系統(tǒng)的各階固有頻率。統(tǒng)共振，從而找到系統(tǒng)的各階固有頻率。 另一種方法是衰減法，用沖擊力激振，另一種方法是衰減法，用沖擊力激振，通過衰減振動波形自譜分析法

3、測試振動系通過衰減振動波形自譜分析法測試振動系統(tǒng)固有頻率。統(tǒng)固有頻率。 由簡諧力作用下的強由簡諧力作用下的強迫振動系統(tǒng)如右圖，其迫振動系統(tǒng)如右圖，其運動方程為：運動方程為：tFKxxCxmesin0 KCmtFesin0 方程式的解由自由振動基和強迫振動項兩方程式的解由自由振動基和強迫振動項兩部分組成。由于阻尼的存在，自由振動基隨時部分組成。由于阻尼的存在，自由振動基隨時間不斷的衰減消失，最后，只剩下強迫振動部間不斷的衰減消失，最后，只剩下強迫振動部分。分。實驗原理實驗原理)sin(tAxe式中：式中：422222204)1 (eemFA222tanee 當(dāng)強迫振動頻率和系統(tǒng)固有頻率相等時引當(dāng)

4、強迫振動頻率和系統(tǒng)固有頻率相等時引起系統(tǒng)共振，共振時振幅和相位都有明顯的起系統(tǒng)共振，共振時振幅和相位都有明顯的變化，通過對這兩個參數(shù)進行測量，我們可變化，通過對這兩個參數(shù)進行測量，我們可以判別系統(tǒng)是否達到共振動點，從而確定出以判別系統(tǒng)是否達到共振動點，從而確定出系統(tǒng)的各階振動頻率。系統(tǒng)的各階振動頻率。強迫振動解可寫成：強迫振動解可寫成： 在激振功率輸出不變的情況下，由低到高調(diào)節(jié)激振在激振功率輸出不變的情況下，由低到高調(diào)節(jié)激振器的激振頻率，通過示波器，我們可以觀察到在器的激振頻率，通過示波器，我們可以觀察到在 某一頻某一頻率下，任一振動量（位移、速度、加速度）幅值迅速增率下，任一振動量（位移、速

5、度、加速度）幅值迅速增加，這就是機械振動系統(tǒng)的某階固有頻率。加，這就是機械振動系統(tǒng)的某階固有頻率。 相位判別法是根據(jù)共振時特殊的相位值以及共振動相位判別法是根據(jù)共振時特殊的相位值以及共振動前后相位變化規(guī)律所提出來的一種共振判別法。在簡前后相位變化規(guī)律所提出來的一種共振判別法。在簡諧力諧力激振的情況下，用相位法來判定共振是一種較為激振的情況下，用相位法來判定共振是一種較為敏感的方法，而且共振的頻率就是系統(tǒng)的無阻尼固有敏感的方法，而且共振的頻率就是系統(tǒng)的無阻尼固有頻率，可以排除阻尼因素的影響。頻率，可以排除阻尼因素的影響。實驗原理實驗原理tFFsin X軸信號和軸信號和Y軸信號的相位差為軸信號的相

6、位差為90度。根據(jù)利薩如度。根據(jù)利薩如圖原理可知，屏幕上的圖象應(yīng)是一個正橢圓。圖原理可知，屏幕上的圖象應(yīng)是一個正橢圓。)sin(2tYy 共振時，共振時，2,n實驗原理實驗原理實驗原理實驗原理 2、自譜分析法自譜分析法: : 當(dāng)系統(tǒng)做自由衰減振動時包含了各階當(dāng)系統(tǒng)做自由衰減振動時包含了各階頻率成分，時域波形反映了各階頻率下自頻率成分，時域波形反映了各階頻率下自由衰減波形的線性疊加，通過對時域波形由衰減波形的線性疊加，通過對時域波形做做FFT轉(zhuǎn)換就可以得到其頻譜圖，從而我轉(zhuǎn)換就可以得到其頻譜圖，從而我們可以從頻譜圖中峰值處得到系統(tǒng)的固有們可以從頻譜圖中峰值處得到系統(tǒng)的固有頻率。頻率。 把帶磁座的

7、加速度傳感器放在把帶磁座的加速度傳感器放在加速加速度傳感器輸入端，功能檔位撥到度傳感器輸入端，功能檔位撥到加速度加速度檔的檔的a加加速度速度。實驗步驟實驗步驟 打開打開ZJY-601A型振動教學(xué)實驗儀的電源開關(guān)，型振動教學(xué)實驗儀的電源開關(guān)，調(diào)大功放輸出按鈕，注意不要過載，從調(diào)大功放輸出按鈕，注意不要過載，從0開始開始調(diào)節(jié)頻率按鈕，當(dāng)簡支梁產(chǎn)生振動，振動最大調(diào)節(jié)頻率按鈕，當(dāng)簡支梁產(chǎn)生振動，振動最大時，記錄當(dāng)前頻率。時，記錄當(dāng)前頻率。 1.3測量測量實驗步驟實驗步驟 2、相位判別法測量、相位判別法測量 2.1 將激勵信號源輸出端將激勵信號源輸出端信號波形監(jiān)視信號波形監(jiān)視，接入采集儀，接入采集儀第一

8、通道第一通道（X軸），軸），加速度傳感器輸出信號加速度傳感器輸出信號經(jīng)經(jīng)ZJY-601A型振動教學(xué)實驗儀后接入采集儀型振動教學(xué)實驗儀后接入采集儀第二通道第二通道（Y軸）。加速度傳感器放在軸）。加速度傳感器放在距離梁端距離梁端1/3處處。 2.2 用用DASP2000標準版標準版雙通道雙通道中的中的利莎如圖示波利莎如圖示波，調(diào)節(jié)激振器的頻率，觀察圖像的變化情況，用調(diào)節(jié)激振器的頻率，觀察圖像的變化情況，用ZJY-601A型振動教學(xué)實驗儀型振動教學(xué)實驗儀加速度檔的加速度檔的a進行測量，觀察進行測量，觀察圖像，根據(jù)共振時的判別法原理，來確定共振頻率。圖像，根據(jù)共振時的判別法原理，來確定共振頻率。 2.

9、3 可通過可通過ZJY-601A型振動教學(xué)實驗儀型振動教學(xué)實驗儀“輸出增益輸出增益”旋鈕調(diào)節(jié)傳感器測試通道信號的大小，調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)傳感器測試通道信號的大小，調(diào)節(jié)“波形監(jiān)波形監(jiān)視調(diào)節(jié)視調(diào)節(jié)”旋鈕調(diào)節(jié)信號源輸出信號幅值大小。旋鈕調(diào)節(jié)信號源輸出信號幅值大小。實驗步驟實驗步驟實驗步驟實驗步驟3 3、衰減振動法測量、衰減振動法測量 v3.1安裝儀器安裝儀器 把帶磁座的加速度傳感器放在簡支梁上，把帶磁座的加速度傳感器放在簡支梁上，輸出信號接到輸出信號接到ZJY-601A型振動教學(xué)實驗儀的型振動教學(xué)實驗儀的加速度傳感器輸入端，功能檔位撥到加速度傳感器輸入端，功能檔位撥到加速度加速度檔的檔的a加速度加速度，輸出信號接到采集儀的輸出信號接到采集儀的第一通第一通道道。 3.2 3.2 開機開機 進入進入DASP2000標準版軟件的主界面，選擇標準版軟件的主界面，選擇單通道單通道按鈕。進入按鈕。進入單通道波譜雙顯狀態(tài)