理论力学实验报告指导答案

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1、实验一振动测试系统组成及基本仪器使用方法1—底座；2—支座；3—二（三）自由度系统；4—薄壁圆板支承螺杆；5—固定铰；6—非接触式激振器；7—薄壁圆板；8—电动式激振器；9—电机压板；10—偏心电机；11—加速度传感器；12—简支梁；13—活动铰；14—悬臂梁；15—圆支柱；16—质量；17—调压器；18—电动式激振器支座；19—ZK-4JCZ型激振测振仪；20—信号源；21—计算机及虚拟仪器库；22—打印机16图1实验装置与结构框图传感器1输入传感器2输入一道振动幅值二道振动幅值频率/功率显示值频率，周期，灵敏

2、度调节及步进，锁定旋钮一道，二道增益及测试方式状态设置选择及参数选择旋钮扫频选择方式选择灵敏度选择显示选择功率输出选择功率幅度调节信号源调节功率输出B道功率输出A道信号源波形输出ZK—4JCZ型激振测振仪功能分布图ZK-4JCZ型激振测振仪是一种多功能测量仪器。它包括信号源、功率放大器及两个配接加速度计的测量通道，可对振动的加速度、加速度或位移进行测量。1616实验二简谐振动幅值测量一、实验目的1.了解振动信号位移、速度、加速度的关系。2.学会用压电式加速度传感器测量简谐振动的位移、速度、加速度幅度。二、实验装置

3、与仪器框图实验装置与仪器框图见图（1）图（1）实验装置与仪器框图16四、实验方法1.激振信号源输出端接电动式激振器，用电动式激振器对简支梁激振。2.用加速度传感器拾振，加速度传感器的输出接测振仪。3.开启激振信号源的电源开关，对系统施加交变正弦激振力，使系统产生振动，调整信号源的输出调节开关便可改变振幅大小。调整信号源的输出调节开关时注意不要过载。4.分别用测振仪的位移X、速度V、加速度A各档进行测量和读数。五、实验报告1.实验数据表1频率f位移X(um)速度V(cm/s)加速度A(cm/s2)304750566

4、0682.根据位移X，按公式（2）计算速度V、加速度A。3.根据速度V，按公式（2）计算位移X、加速度A。4.根据加速度A，按公式（2）计算位移X、速度V。5.位移、加速度、加速度幅值的实测值与计算值有无差距？为什麽？16实验三单自由度系统强迫振动的幅频特性、固有频率和阻尼的测定一、实验目的1.学会用测量单自由度系统强迫振动的幅频特性曲线。2.学会根据幅频特性曲线确定系统的固有频率f0和阻尼比。二、实验装置与仪器框图实验装置与仪器框图如图（1）所示。图（1）实验装置与结构框图16式（3）叫做系统的幅频特性。将式（

5、3）所表示的振动幅值与激振频率的关系用图形表示，称为幅频特性曲线,如图（2）b所示。a单自由度系统的力学模型b幅频特性曲线图（2）单自由度系统的力学模型与幅频特性曲线在图（2）b中，Bmax为系统共振时的振幅,f0为系统的固有频率,f1、f2为半功率点频率。振幅最大时的频率叫共振频fa。有阻尼时，共振频率为：fa=f0（4）当阻尼较小时，fa≈f0，故以固有频率f0作为共振频率fa。在小阻尼情况下可得：ζ=（5）f1、f2的确定如图（2）所示。16四、实验方法1.将加速度传感器置于简支梁上，其输出端接测振仪，用来

6、测量简支梁的振动幅值。2．将电动式激振器接入激振信号源输出端，开启激振信号源的电源开关，对简支梁系统施加交变正弦激振力，使系统产生正弦振动。3在激振力不变的情况下，调整激振信号源输出信号的频率，并从测振仪上读出各频率及其对应的幅值，填入表（1）。五、实验报告1.实验数据表（1）频率f(Hz)yy振幅B(um)hh2.根据表（1）中的实验数据，用计算机MicrosoftofficesExcel（电子表格）绘制出实验中系统强拍振动的幅频特性曲线图。3.确定系统固有频率f0。（幅频特性曲线共振峰上最高点对应的频率近似等

7、于系统的固有频率）。4．确定阻尼比ζ。按图（2）b计算0.707Amax,，然后在幅频特性曲线上确定f1、f2，利用式（5）计算阻尼比。16实验四二自由度系统各阶固有频率及主振型测定一、实验目的1.学会用共振法确定二自由度系统的各阶固有频率。2.观察二自由度系统的各阶振型。3.将实验所测得的各阶固有频率、振型与理论计算值相比较。二、实验装置与仪器框图实验装置与仪器框图见图（1）图（1）实验装置与仪器框图16这样一个二自由度系统具有两个固有频率。当给系统一个激振力时，系统发生振动，该振动是两个主振型的迭加。当激振频

8、率等于某一阶固有频率时，系统的振动就是这一阶固有频率的主振型，而另一阶振型的影响可忽略不计。在测定系统的固有频率时，需要连续调整激振频率，使系统出现某阶振型且振幅达到最大，此时的激振频率即是该阶固有频率。图（2）二自由度系统的力学模型由振动理论知：M=K=0（1）系统的各阶固有频率为：一阶固有频率f1=（2）二阶固有频率f2=（3）式中：弦上集中质量m=0.0045千克弦