单自由度系统自由衰减振动和强迫振动(zu).ppt

单自由度系统的自由衰减振动

和强迫振动的特征参数测量理论力学振动实验一力学基础教学实验中心概述振动测试有两种主要技术路线：模拟技术被测对象传感器调理电路放大器记录仪A/D转换CPU分析与显示数字技术(虚拟仪器)单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室一、实验目的1、了解常用振动测试系统的组成及仪器使用方法;2、学习利用单自由度振动自由衰减时域波形求取系统的固有频率f；3、学习利用正弦激励法测量单自由度系统的幅频特性曲线，并用该曲线来计算系统的固有频率f和阻尼比ξ。单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室二、实验仪器设备1、SJF-3型激振信号源、JZ-1型激振器；2、SCZ2-3型测振仪、ZG-1型传感器、虚拟测试仪；3、简支梁（视为无质量的弹簧）、质量块（视为无弹性的集中质量）。单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室三、实验原理1、被测对象与力学模型该系统可视为：单自由度弹簧---质量系统单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室▲●简支梁（忽略其质量）m质量块（忽略其弹性）三、实验原理2、该系统的运动微分方程：重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室上式两边除m，整理可得：或单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量2-1、当且为小阻尼时，微分方程的解为：强迫振动和单自由度系统的自由衰减振动的特征参数测量该系统称为单自由度自由衰减振动三、实验原理Ae-ntxt0T1t1ta△t=ta-t1A-A自由衰减振动波形图如果能够得到左图,即可求得系统的固有频率：f=1/T1四、实验测试框图单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室xAe-ntt0T1t1taA-A五、实验数据及结果1用手敲击激励传感器系统微分方程的解为：H（ω）称为强迫振动的传递函数单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量2-2、当时，该系统为强迫振动单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室2-2-1、强迫振动的幅频特性曲线特点：阻尼越小，固有频率处幅值越高。通过测试幅频特性曲线即可测得阻尼特性取不同的ξ值，得不同的幅频特性曲线。四、实验测试框图1、在不变激励力的条件下,按照一定的频率增量，调节激振力的频率ρ，并测量相应的响应值，画出幅—频特性响应曲线。2、根据幅—频特性曲线的最大值点Bmax，求系统的固有频率f。根据半功率点求阻尼系数ξ。单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室五、实验数据及结果阻尼比：固有频率fρaρb阻尼比ξ单自由度系统的自由衰减振动和强迫振动的特征参数测量重庆大学力学基础教学实验中心振动实验室固有频率：