机械振动实验指导

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1、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、实验装置实验装置简图1、功率放大器2、信号发生器3、力测量仪4、位移测量仪5、应变放大器6、非接触式激振器7、力传感器8、建筑结构9、应变测点10、涡流式位移传感器本实验采用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

2、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。一、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

3、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，当激振力的频率与系统的结构固有频率相同时，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。受迫振动频谱图由于阻尼的存在，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

4、式计算（这种测定阻尼比的方法称为半功率法）：式中，—结构的固有频率—固有频率后振幅为最大振幅倍点处的频率。—固有频率前振幅为最大振幅倍点处的频率。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。一、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

5、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。二、实验报告实验报告包括以下内容：1、实验目的2、实验装置，画出实验装置示意简图3、简述实验过程4、标定数据表5、幅频曲线图

6、6、结论，结构的固有频率和阻尼。实验二转子不平衡振动分析实验一、实验目的1、观察转子的不平衡振动现象，了解和掌握转子不平衡引起激励以及转子系统振动响应的概念，以及转子不平衡故障的频谱特性。2、了解和掌握转子振动测量分析仪器的使用，掌握转子振动振幅和相位的测试方法。二、实验装置1、转子振动模拟试验台。图1、转子振动实验装置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.振动测试分析仪图1所示为转子实验装置，它包括转子故障模拟实验平台和测试分析仪

7、器两部分，故障模拟实验平台型号为QPZ-II，它包括电机、支撑和转子；转子由轴和两个转盘组成，转盘尺寸为20010。转子的转速可调，转速变化是通过串激电机改变电压实现的。测试仪器为两个测振传感器（速度传感器）及其前置放大器，测试转速的激光转速传感器，以及计算机化振动分析仪器等。2、振动测试及分析仪器本实验的振动测试及动平衡分析采用CRAS动平衡分析系统。该仪器可进行转子振动的振幅与相位测试和频谱分析。三、转子的不平衡振动原理不平衡是转子最常见的故障。造成转子质量不平衡的原因大致有：⑴设计制造方面的原因如旋转体几何形状不对称，材料缺陷

8、、焊接或浇铸上的缺陷、装配误差、转子动平衡方法不当等引起的质量不对称，使转子重心不在旋转轴线上。图2典型的不平衡频谱⑵工艺过程的原因如转子初始弯曲、转子受热不均匀、转子部件结垢、转子部件脱落、分离机械转鼓内物料分布不均匀等，引起转子质