扭转振动测试大纲
扭转试验指导书
扭转试验指导书圆轴扭转机械性能的测定⾦属材料扭转时的机械性能对于承受扭矩作⽤的构件⼗分重要，由于这些⼒学性能指标直接影响着受扭矩作⽤的构件（主要是各类传动轴类）的设计、制造和使⽤，⽽扭转⼒学性能的测试都要通过扭转试验来测定，因此扭转试验是⾦属⼒学性能试验中的⼀种重要试验⽅法。
在冶⾦产品的⽣产检验、控制及⾦属材料与加⼯⼯艺的开发研究⽅⾯也常应⽤扭转试验⽅法，并且⽤圆柱试样进⾏扭转试验时，试样沿长度⽅向的塑性变形始终是均匀的，各部位都相同，没有颈缩现象。
这样，对于塑性很好的材料，可以运⽤扭转试验更精确地测定其应⼒和应变的关系；对于如⼯具钢等脆性材料，在拉伸试验中难以测定其韧性状态下的机械性能，运⽤扭转试验有可能使它处于韧性状态，进⾏强度和塑性的测定。
可见，⽆论是塑性材料还是脆性材料，运⽤扭转试验测定其强度和塑性都是⼀种较为理想的测定⽅法。
根据⾦属材料的扭转试验，可以测定以下⼒学性能指标：扭转屈服极限τs、扭转强度极限τb、剪切弹性模量(⼜称切变模量)G、规定⾮⽐例扭转应⼒τP等。
⼀、扭转试验机原理简介扭转试验机主要⽤于测定⾦属或⾮⾦属材料受扭矩作⽤时的⼒学性能指标。
扭转试验机类型很多，主要有两类：⼀类为机械传动式试验机，采⽤机械传动加载，⽤摆锤式机构测扭矩；另⼀类为机械电⼦式试验机，采⽤⽀流电动机⽆级调速机械传动加载，⽤电⼦⾃动平衡随动系统测扭矩。
图23-1所⽰即为后者的⼀种。
图23-1 WNJ-1000微机控制扭转试验机根据纯扭转变形的特点，需要扭转试验机提供的⼒源应是使圆柱形试样各截⾯只绕轴线产⽣转动的扭矩。
⼀般扭转试验机都具有固定夹头和能旋转加载的主动夹头，扭转试样装夹于两夹头中，并使夹头和试样的轴线处于重合，这样作⽤于试样两端的是等⼤、反向、作⽤⾯垂直于轴线的两个⼒偶，强迫试样产⽣扭转变形。
扭转试验机的主动夹头可由⼿动或机械操作，经蜗轮、蜗杆等传动机构的传动对试样施加扭矩。
试样的抗⼒由固定夹头与其相联的摆杆、砝码或杠杆、游砣保持平衡。
扭转实验指导书《材料力学》新设备
实验编号3 低碳钢和铸铁扭转实验低碳钢和铸铁扭转破坏试验一、概述工程中有许多承受扭转变形的构件，了解材料在扭转变形时的力学性能，对于构件的合理设计和选材是十分重要的。
材料在扭转变形下的力学性能只能通过试验来测定；扭转变形是构件的基本变形之一。
因此扭转试验也是材料力学基本实验之一。
二、实验目的1、测定低碳钢的剪切屈服极限τs ，及低碳钢铸铁的剪切强度极限τb2、铸铁的抗扭强度极限τb3、观察、比较分析两种材料在扭转过程中变形和破坏形式。
4、学习自动绘制T－φ曲线及微机控制电子扭转实验机、扭角仪的操作三、实验设备和仪器1、CTT1000微机控制电子扭转实验机(1000N.M)2、游标卡尺3、低碳钢和铸铁圆形扭转试件四、试件扭转试验所用试件与拉伸试件的标准相同，一般使用圆形试件，d=10mm，标距l=100mm,平行长度l为120mm。
其它直径的试样，其平行长度为标距长度加上两倍直径。
为防止打滑，扭转试样的夹持段宜为类矩形，如图3-1所示。
图3-1五、实验原理扭转试验是材料力学试验最基本、最典型的试验之一。
进行扭转试验时，把试件两夹持端分别安装于扭转试验机的固定夹头和活动夹头中，开启试验机，试件便受到了扭转荷载，试件本身也随之产生扭转变形。
扭转试验机上可以直接读出扭矩M和扭转角φ，同时试验机也自动绘出了M—φ曲线图，一般φ是试验机两夹头之间的相对扭转角。
扭转试验的标准是GB/T10128-1988。
因材料本身的差异，低碳钢扭转曲线有两种类型，如图3-2所示。
扭转曲线表现为弹性、屈服和强化三个阶段，与低碳钢的拉伸曲线不尽相同，它的屈服过程是由表面逐渐向圆心扩展，形成环形塑性区。
当横截面的应力全部屈服后，试件才会全面进入塑性。
在屈服阶段，扭矩基本不动或呈下降趋势的轻微波动，而扭转变形继续增加。
当首次扭转角增加而扭矩不增加（或保持恒定）时的扭矩为屈服扭矩，记为Ms ；首次下降前的最大扭矩为上屈服扭矩，记为Msu；屈服阶段中最小的扭矩为下屈服扭矩，记为MsL（不加说明时指下屈服扭矩）。
实验二 扭转试验
实验二 扭转试验一、实验目的1.验证剪切胡克定律，测定低碳钢的弹性常数：切变模量G 。
2.测定低碳钢扭转时的强度性能指标：扭转屈服应力s τ和抗扭强度b τ。
3.测定灰铸铁扭转时的强度性能指标：抗扭强度b τ。
4.绘制低碳钢和灰铸铁的扭转图，比较低碳钢和灰铸铁的扭转破坏形式。
二、实验设备和仪器1.扭转试验机。
2.扭角仪。
3.游标卡尺。
三、实验试样按照国家标准GB10128—88《金属室温扭转试验方法》，金属扭转试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样和管形截面试样两种。
其中最常用的是圆形截面试样，如图1-1a 所示。
通常，圆形截面试样的直径m m 10=d ，标距d l 5=或d l 10=，平行部分的长度为mm 20+l 。
若采用其它直径的试样，其平行部分的长度应为标距加上两倍直径。
试样头部的形状和尺寸应适合扭转试验机的夹头夹持。
由于扭转试验时，试样表面的切应力最大，试样表面的缺陷将敏感地影响试验结果，所以，对扭转试样的表面粗糙度的要求要比拉伸试样的高。
对扭转试样的加工技术要求参见国家标准GB10128—88。
四、实验原理与方法1.测定低碳钢的弹性常数为了验证剪切胡克定律，在弹性范围内，采用等量逐级加载法。
试验装置如图1-5所示，将试样安装在扭角仪上，每次增加同样的扭矩T ∆，若扭转角ϕ∆也基本相等，即验证了剪切胡克定律。
F图1-5 扭角仪根据扭矩增量的平均值T ∆，测得的扭转角增量的平均值ϕ∆，由此可得到切变模量pI TlG ϕ∆∆=式中：l 为试样的标距；32/d 4p π=I 为试样在标距内横截面的极惯性矩；d 为试样的直径。
若载荷增量的平均值为F ∆，则扭矩增量的平均值为a F T ∆=∆，若测量点的位移增量平均值为δ∆，则扭转角增量的平均值为b /δϕ∆=∆，将这些关系式代入上式，即得δπ∆∆=432d ablF G式中：a 为载荷力臂；b 为测量力臂。
扭转实验讲义
§ 3 金属材料的扭转试验工程中有很多承受扭转的构件，如各类电动机轴、传动轴、钻杆等。
材料在扭转变形下的力学性能，如扭转屈服点、抗扭强度、切变模量等，是进行扭转强度和刚度计算的依据。
作为材料力学试验中最基本、最典型的试验之一，本节将介绍切变模量G ，扭转屈服点S τ、抗扭强度b τ的测定方法以及扭转破坏的规律和特征。
一、实验目的1. 测定铝合金材料的切变模量G 。
2. 测定低碳钢的屈服点s τ或上屈服点su τ、下屈服点sL τ和抗扭强度b τ。
3. 观察并分析不同材料在扭转时的变形和破坏现象。
二、设备和仪器1. RNJ-500微机控制电子扭转试验机。
2. 小扭角传感器。
3. 游标卡尺。
三、试样采用直径10mm 、标距50毫米的圆形试样，端部铣成相对两平面以便夹持,如图1-19所示。
四、测试原理和方法 1．切变模量G材料的切变模量G 是在扭转过程中，线弹性范围内切应力和切应变之比。
切变模量G 是计算构件扭转变形的基本参数，可采用逐级加载法或图解法测定。
（1）逐级加载法测G先通过试验机采用手动形式施加初始扭矩T 0，然后采用等增量加载，加载五次，第i 次加载后扭矩为()5,2,1,00 =∆+=i Ti T T i （a ）式中：0T 为初扭矩，T ∆为每级扭矩增量。
标距间相对扭转角由试验机提供的小角度扭角仪测量获得，记录每级载荷下的扭转角()5,2,1,0 =i i ϕ。
各级加载过程中的切变模量为()01Pi i i TL G I ϕϕ-∆=-取平均值图1-19 扭转试样P 0P 1i i iTL G I TL G n n nI ϕϕ∆∆∆===∆∑∑∑ （1-31） 或采用最小二乘法计算切变模量G 。
由弹性扭转公式0PTL GI ϕ∆∆=，令 0PL a T GI ϕ∆==∆ (b) 式中：L 0为试样的标距，P I 为截面对圆心的极惯性矩。
由最小二乘原理知系数a 为 ∑∑=2iii xy x a （c ）因实验给出的载荷是0T T i -，测得的变形是0ϕϕ-i ，因此上式中i x 表示0T T i -，i y 表示0ϕϕ-i ，代入上式并与式b 联立得()()()2P00ii i T T L G I T T ϕϕ-=--∑∑ (1-32a )将a 式代入，上式化为()2P0i iTL G I i ϕϕ∆=-∑∑ (1-32b )屈服点s τ、上屈服点su τ和下屈服点sL τ以及抗扭强度b τ测定 （1）屈服点s τ、上屈服点su τ和下屈服点sL τ（低碳钢）测定拉伸时有明显屈服现象的金属材料（如低碳钢）在扭转时同样有屈服现象。
扭转试验资料
扭转试验
在科学研究和工程实践中，扭转试验是一种常见的实验手段。
通过扭转试验，
我们可以探究物体在受到扭转力作用下的变形行为以及力学性能。
这一实验通常用于材料测试、结构设计和产品研发等领域，对于了解材料的扭转特性和确定其工程应用具有重要意义。
1. 扭转试验的原理
扭转试验是一种可以测量材料或结构在受到扭转作用时的性能的实验方法。
在
扭转试验中，通常会施加一个扭矩在样品上，通过测量变形和力的关系来确定材料的刚度、极限扭转应力等参数。
这对于评估材料在扭转载荷下的表现以及在设计新产品时的使用情况非常重要。
2. 扭转试验方法
扭转试验的方法可以有多种，常见的包括加速振动试验、粘结试验、扭转-弯曲耦合试验等。
不同的试验方法适用于不同的材料和应用场景。
在进行扭转试验时，需要注意样品的准备和夹持方法，以确保测试数据的准确性和可靠性。
3. 扭转试验应用
扭转试验在材料科学、工程设计和产品研发中有着广泛的应用。
通过扭转试验，我们可以了解材料在扭转载荷下的性能特点，为产品的设计和性能优化提供依据。
同时，在材料研究和新材料开发方面，扭转试验也扮演着重要角色，有助于评估材料的性能和可靠性。
4. 结语
扭转试验作为一种常见的实验手段，在科学研究和工程实践中发挥着重要作用。
通过这一试验方法，我们可以深入了解材料在扭转载荷下的性能表现，为材料研究、产品设计和工程应用提供关键支持。
希望本文能够帮助读者更好地了解扭转试验及其在实践中的应用意义。
实验三 扭转实验指导书
扭转实验指导书（试验三）实验三扭转实验在实际工程机械中，有很多传动是在扭转情况下工作。
设计扭转轴所用的许用剪应力，是根据材料在扭转破坏试验时，所测出的扭转剪切屈服极限τS或剪切强度极限τb 而求得的。
在扭转试验时，即使韧性极好的金属也能在扭转时发生断裂，由于扭转断裂后外形无明显变化，从而可以精确地计算应力和应变情况。
一、试验目的1、测定低碳钢材料的扭转时剪切屈服极限τs，剪切强度极限τb。
2、测定铸铁材料的扭转时剪切强度极限τb。
3、观察两种材料扭转时现象，断后断口情况，进行比较。
二、试验设备1、NJ—50B型扭转试验机2、游标卡尺三、扭转试样根据国家标准，扭转试样一般采用圆形截面试样，与拉伸试样相似。
不同的是两端加持部分被磨出两平行平面，以便装夹。
本次试验也用低碳钢与铸铁材料两种材料作为塑性材料和脆性材料的代表。
图3—1 扭转试样四、扭转试验机扭转试验机用于实施扭转试验以测定材料的抗扭力学性能。
本次扭转试验采用NJ-50B型扭转试验机。
见图3-2。
图2—3 NJ-50B型扭转试验机1、构造原理由加力装置和测力装置组成。
加力装置由机座及装于其导轨上的溜板和加力机构组成，溜板可沿导轨（即试样轴线方向）自由移动以保证试样只受扭矩而不受轴向力的作用，加力机构由直流电机经两级蜗杆传动减速后，驱动加力夹头转动从而对试样施加扭矩，加力夹头上安装有360°分度环以显示试样产生的扭角。
测力装置为游砣重力平衡式，来自加力夹头的扭矩T通过试样传给测力夹头，加头受力后经过传感器反映到测力表盘的指针上。
当需要变换测力量程时，转动量程选择旋钮。
2、扭转试验机操作规程1）试验前检查设备情况，加油润滑。
2）估算所测材料断裂时的最大扭矩，选择量程。
3）根据试样大小决定夹块的大小。
4）装夹试样：将试样一端夹入被动夹头，另一端夹入主动夹头。
5）主动针定在零点，将被动指针转至与主动指针重合。
6）选定主动夹头的转速，根据需要选好旋转方向。
扭转实验的实验报告(一)2024
扭转实验的实验报告（一）引言概述：本实验报告旨在描述和分析扭转实验的过程和结果。
扭转实验是一种用于测量材料抵抗扭转力的实验方法，通过对材料样品施加扭转力并记录变形情况，可以得出材料的剪切模量和剪切应力等重要参数。
本报告将从实验设计、实验步骤、数据处理和结果分析等方面进行详细阐述。
正文内容：1. 实验设计1.1 确定实验目的和要求1.2 选择合适的实验材料和样品形状1.3 设计实验方案和流程1.4 准备实验所需仪器和设备1.5 保证实验的安全性和可重复性1.6 制定实验数据记录和分析的方法2. 实验步骤2.1 准备试样并测量尺寸2.2 安装实验设备和传感器2.3 施加扭转力并记录数据2.4 测量扭转角和变形情况2.5 重复以上步骤以获得可靠的实验数据3. 数据处理3.1 对实验数据进行初步筛选和整理3.2 计算材料的剪切模量和剪切应力3.3 绘制力-变形曲线和应力-应变曲线3.4 分析曲线特征和趋势3.5 比较不同样品的实验结果并得出结论4. 结果分析4.1 分析实验数据的准确性和可信度4.2 探讨材料的力学性能和变形特点4.3 解释实验结果和观察现象的原因4.4 对实验中的不确定因素进行讨论4.5 提出改进建议和进一步研究的方向5. 总结5.1 总结实验目的和主要结果5.2 简要回顾实验步骤和实验设计5.3 强调实验的局限性和不足之处5.4 提出对未来实验的改进和扩展建议5.5 结束语通过本实验报告的详细叙述和分析，我们可以对扭转实验的目的、步骤、数据处理、结果和意义有一个全面的了解。
实验结果对于材料的力学性能和变形特点的研究具有重要意义，并为未来的相关研究和实验提供了参考。
扭转振动测试的实验研究
第23卷 第1期 昆 明 理 工 大 学 学 报 Vol.23No.1 1998年2月 JOURNAL OF KUNMIN G UN IV ERSIT Y OF SCIENCE AND TECHNOLO GY Feb.1998扭转振动测试的实验研究Ξ张建勋 罗德扬(昆明理工大学建筑工程及力学系,昆明 650093)摘要 扭转振动可以看作是匀速轴转动的相位调制.如果可能从回转轴上取出回转编码信号,在一定条件下,此信号的相位解调就表示轴的扭转振动.进行相位解调的有效方法是使用FF T分析仪将实信号变为解析信号,而后将其幅值和相位调制分量分解出来.利用希尔伯特变换技术进行幅、相解调,这在通讯领域应用较为广泛.而将其用于扭转振动的检测和分析,目前来说还不多见.为此,我们设计了一套实验装置,利用相应的设备和开发软件进行了一系列实验,得到了一些数据和结果.由于整个解调过程是数字化的.因而具有精度高、应用范围广、适应性强等一系列传统模拟方法所不可比拟的优点,并摒弃了复杂、昂贵而精度有限的扭振传感器.关键词 希尔伯特变换;扭转振动;相位调制;相位解调;编码信号;扭振传感器中图分类号 TG506191 扭转振动分析原理和方法图1显示实现相位解调和扭振分析的测试分析系统.分析系统主要由双通道信号分析仪B K2034和286微机组成,二者间由GPIB通用接口总线联结,并由开发的通讯软件B KU TIL支持.此程序使计算机能监测,控制B K2034的运行和数据输入输出等.根据扭振分析的理论,实际分析过程可用图2表示.图中,双边框的过程由B K2034实现,单边框内的过程由计算机完成.从光电编码器输入的被扭振调制的编码脉冲,被输入B K2034,在转速同步脉冲和外部采样脉冲的控制下进行时域同步平均,达到排除与转速频率无关的噪声的干扰.转速脉冲作为同步平均的触发信号,外部采样则保证了频率跟踪.在达到给定的平均次数后, B K2034自动对平均信号用FF T进行谱分析.并显示同步平均谱.带通滤波是由程序控制以人机对话方式进行的,在定了适当的中心频率和带宽后,仅只有带宽内的数据被读入计算机从而实现带通滤波.程序按频移原理及离散付里叶变换的周期特性将滤波谱进行重新排列,完成谱不移并生成数据文件.该数据文件被输入B K2034调用其FF T功能进行付里叶变换.变换后的数据又写入计算机后,由程序控制组成了复信号,并算出它的包络和Ξ收稿日期:1997-10-15相位.计算结果经标定后输入2034显示分析结果,并可打印出硬拷贝.图1 扭振分析系统图2 扭振分析流程图回转轴的扭转振动,无论是伴随着回转的周期性振动,还是每转重复发生的瞬态振动,都是以轴的回转频率的整数倍(包括相等)频率为基频的周期振动.理论上扭振编码信号的频谱应为离散状,所有谱线包括谐波谱线和边带谱线都位于回转频率的整数位置上.由于整个分析过程是数字过程,主要运算为付里叶正逆变换,其间还对频谱进行矩形截断以实现带通滤波.为保证数字化分析的可靠性,必须对扭振信号进行整周期截取,以避免泄漏和栅栏效应.实现整周期截取的关键是采用频率跟踪技术,使A/D 变换中的采样频率自动跟踪轴的频率始终为回转频率的整倍数(称为乘法因子,本例中为1024),而不是由A/D 内部时钟控制.当轴的转速变化时,仍能保证对每一转的编码信号有相同的采样点,而形成一个完整的数据块.在B K2034进行数据采取时,就是用脉冲发生器产生的采样脉冲来实现频率跟踪的.而转速脉冲用来触发A/D 变换器保证每一个数据块的起始点位于编码信号(即扭振信号)的某固定相位上,保证了同步平均的可靠.B K2034在进行运算分析时,每个数据块是2048点,而脉冲发生器每转发出的是1024个采样脉冲,所以一个数据块包含了两转的编码和扭振信号.理论分析证明,在频谱图上,编码脉冲及调制边带的谱线应当位于分析仪的偶数谱线上,奇数谱线实为干扰噪声.根据这一分析,在进行带通滤波时,程序将通带内所有奇数谱线置零,消除噪声以提・96・第1期 张建勋等:扭转振动测试的实验研究高分析精度.图3 调幅调相信号及频谱由计算机完成频谱平移和数据组合后,需进行付里叶逆变换.这是调用B K2034的FF T 功能来完成的.数据的实部和反号后的虚部(取共轭)分别视为两路时间信号输入B K2034作付里叶正变换.得到各自的变换后实虚部共4组数据,程序将这些值重新组合成一复时间信号,该信号的模就是编码脉冲的包络,幅角除以修正因子(与每转编码脉冲数及通带滤波中心频率有关)就得到了扭转动的角位移时间历程.实现上述信号分析过程的应用程序软件是解调程序APDM (幅相解调).程序既控制调用B K2034相关功能又完成灵活的数据传输、转换、存储和各种运算.考虑使用的一般性和通用性,程序是在B K2034完成时域同步平均和谱分析并显示出编码频谱的基础上运算的.a 包络信号b 相位信号图4 APDM 解调的结果APDM 程度具有很高的可靠性和准确性,用B KU TIL 程序向B K2034写入一系列专门生成的数据文件,模拟各种情况下的调幅调相波及频谱,而后用APDM 进行解调,均得到十分满意的结果.图3表示了一个幅相均被调制的周期信号及其频谱,在这个最一般的例子中载波、调幅波调相波均是有两个谐波(基频和二次谐波)的一般周期信号.图4表示了由APDM解调出的结果.图4a 为包络,图4b图5 扭振试验装置简图为相位.分析结果完全符合数据文件的设定参数.2 扭转振动试验装置扭转试验装置用来产生频率和幅值大小可以调节的扭转振动,输出扭转编码信号,并能同时产生用于频率跟踪的采样脉冲和同步触发用的转速脉冲.211 试验装置的构成・07・昆 明 理 工 大 学 学 报 1998年图5是本试验装置的结构简图.直流电机经过单级万向联轴节带动扭振轴旋转.在轴的另一端装有一个圆盘(编码盘)在靠近圆盘边缘的圆周上,均匀分布着60个小孔,圆周正好与固定在装置底坐上的红外光电开关的光线通道重合.当圆盘转动时,该圆周上的有孔和无孔部分交替通过光线通道,使光电开关中的光敏二极管交替地闭合断开,通过负载电阻输出编码脉冲.当扭振轴与电机轴在一条直线上时,扭振轴与电机一道作匀速转动;当二者成一角度时,根据万向联轴节特性,扭振轴会产生每转两周的扭转振动,振动频率为电机回转率的两倍.轴的扭振将调制编码脉冲的相位,用这种方法简单而又可靠地拾取到扭转振动信号.a 转速脉冲,b 采样脉冲,c 编码脉冲图6 试验装置产生的三种脉冲直流电机还通过一对1∶1的同步齿轮带动一个光电脉冲发生器转动,电机转一周,扭振轴转一周,脉冲发生1024采样脉冲,同时还在固定相位上发出一个转速脉冲,采样脉冲输入B K2034,驱动A/D 转换器,保证在电机的任何转速下,对每转的编码脉冲都是1024个采样点,实现了频率跟踪;转速脉冲输入B K2034作为采样时的触发脉冲,以实现同步平均.图6 a ,b ,c 分别表示由试验装置产生的转速脉冲,采样脉冲和编码脉冲.为实现采样频率自动跟踪回转频率,通常是采用一种称为频率乘法器的仪器,这种仪器国内尚无产家生产且相当昂贵.使用与电机轴同速转动的光电脉冲发生器,在此试验装置中简单可靠地解决了这一问题.3 扭振分析实例与分析参数选择311 分析实例图7所示为扭振轴的扭转振动分析结果.图7a 是扭振的时间历程,横坐标是转角,共两转720度,纵坐标是扭转振动的角位移,该图清楚地显示出存在着两周的扭转振动,这是与万向联轴节特性相符的.图中的角位移扩大了60倍(n =1N =60),其实际峰—峰值为240/60=4度.图7显示的是该扭振的位移频谱,频谱中的主要成分就是由联轴节引起的频率为2倍回转频率的扭振.多次分析结果,该频率分量的平均值为66177(RMS )标准差为01002;这说明了试验装置的稳定性和分析技术的可靠与精确性.频谱中的回转频率分量是由转轴的径向抖动引起的.・17・第1期 张建勋等:扭转振动测试的实验研究a 扭振的时间历程b 扭振的位移频谱图7 扭振轴的扭振分析结果312 带通滤波参数的选择在整个分析过程中,带通滤波是关键步骤之一,其参数是中心频率和带宽,即被解调的边带对数.对编码脉冲的不同次谐波,由同一扭振信号调制后产生的相位调制量是不同的;正如前面的理论分析指出的,由分析程序得出的结果是放大了nN 倍的扭振信号nN p (t ),(n 为谐波次数,N 是每转编码脉冲数).一般来说,n 的优选值是1,即选编码脉冲的基频分量及其边带为解调对象,此时滤波器的中心频率为nf .这样选择有三个考虑,一是使每转编码脉冲数N 有比较大的选择范围;二是周期信号的基频分量一般幅值最大,选基频可提高分析的信噪比;三是调制指数β与nN 之积正成比,选n =1使β较小,对下面要讨论的避免边带干涉是有利的.另一方面,在实际扭振量p (t )很小时,为提高分析灵敏度,也可选用高次谐波.相位调制理论指出,即使最简单的单频调制也会产生无限延伸的边频带,这样两个相邻谐波的边频带就会重叠产生干涉.实际上,边带幅值沿谐波左右延伸时是迅速衰减的,因而调制带宽可近似认为是有限的,在选择解调带宽时,一方面带宽应足够宽,以保证绝大部分调制信息.但从避免相邻边带干涉角度出发,解调带宽又应该是有限的.折衷原则是在保证分析精度的情况下,选择较小的带宽.图8 分析结果与λ的关系图8表示扭振分析结果与解调带宽之间的关系.图中的纵坐标是扭振幅值(基频分量),横坐标是被解调的边带对数λ.很明显,随着λ的增加,振幅值逐步增加,当λ>4时,分析值趋于一稳定值.这就是实际上的扭振幅值(放大了nN 倍).根据贝塞尔函数曲线及试验结果在β《1时(β以弧度计),λ=1即只需解调一对边带就可能得到足够精确的分析结果;在β较大时,可选2-5条边带.本例中λ=4.313 每转脉冲数N 及编码波形选择理想的编码波形,其频谱中相邻谐波分量之间的间隔应尽可能的宽,给解调带宽有较・27・昆 明 理 工 大 学 学 报 1998年大的选择余地,也减少边带干涉的影响.在各种脉冲波形中,容易得到而又合乎这个要求的是占空比相等的矩形脉冲.这种脉冲系列的频谱中只有奇次谐波,即n =1,3,5,…,任意两个相邻谐波间的频率跨度等于2N f ,这样解调带宽理论上也可达2Nf.而不至于进入相邻边频带.编码信号的每转脉冲数N 直接影响实际的调制指数β,如果N 是可调的,则在扭转幅值较大时,可用较小的N 值,使边带适当的缩小,以利于解调;而在扭转幅度较小时,可用适当大的N 值,以提高分析灵敏度和精度.一个简单的分频器,可以以整倍数减小N 值,同时又具有整形作用使输出信号为理想的方波.因而可选用N 值较大的编码发生器.后接分频器,根据具体情况作调整,以得到较佳的分析参数.a 离散频谱b 连续频谱图9 扭振编码信号的频谱314 频率跟踪的效应如前所述频率跟踪技术是此分析方法的关键之一.图9a 所示的是采用频率跟踪所得到的扭振编码的频谱,频谱呈现明显的离散状,而在不采用此技术时,频谱呈连续状,如图9b 所示,这主要是由于非周期截断而产生泄漏引起的.只有在周期信号所具有的离散频谱的前提下,才能用本课题所研究的数字方法进行扭转振动分析.4 结论通过以上工作,得出下列结论:1)当回转系统产生扭转振动或瞬时回转振荡时,所检测到的振动信号和回转编码脉冲会产生幅、相调制.利用希尔伯特变换技术对其进行解调,就能准确分离出扭振及瞬时振荡的全过程.由于解调过程是数字化的,因而具有精度高,应用范围广,适应性强等一系列传统模拟方法所不可比拟的优点,并摒弃了复杂,昂贵而精度有限的扭振传感器.2)频率跟踪技术是本课题所研究的扭振分析方法得以成功的关键之一.频率跟踪技术使信号采集时的A/D 变换采样频率自动跟踪参考轴的回转频率(相差一个固定的倍数),保证了在参考轴的转速稍有变化时,对每一转的编码信号有相同的采样点数(1024)和一致的触发相位;编码信号的频谱呈周期信号特有的离散状,所有信号谱线均位于轴回转频率的整数倍位置上.这就保证了在信号分析中的周期截取,避免了泄漏的产生,使分析结果精确可靠,并避免了非相关噪声的干扰.传统频率跟踪技术需要由锁相环控制的频率位乘器,此仪器十分昂贵且国内尚无可靠的产品.在本课题中,是采用同步齿轮由电机驱动一个光电脉冲发生器每转发出1024脉冲作为采样脉冲,实现了可靠的频率跟踪,此方法简单、可靠、有推广价值.3)用光电编码发生器检测扭振信号,取代了昂贵,复杂,且性能不高的扭振传感器.编码发生器由安装在扭振轴端的孔盘和远红外光电开关组成,每转发出60个被调相的编・37・第1期 张建勋等:扭转振动测试的实验研究码脉冲.利用触发器和分频器可改善编码信号的波形和每转脉冲数、调整分析参数.4)扭转编码脉冲以占空比相等的矩形脉冲最为有利;一般情况下,应选用编码脉冲的基频分量及边带作为解调对象,当扭振信号较弱时,可选用其高次谐波,这样既能有较高的分析精度,又能有效地避免相邻边带干涉;解调带宽在保证分析精度情况下,选择较小的宽带,每转脉冲数N 如果可调,则在扭转幅值较大时,选用较小的N 值,使边带适当缩小,以利于解调,而在扭转幅度值较小时,选用适当大的N 值,以分析灵敏度和精度.5)本文讨论的分析方法所得出的扭振函数在时域内十分细致地显示整个信号的时间历程,而且其频谱也十分清晰.6)本文所研究的扭振测试和分析方法.特别适合各种回转系统如内燃机曲轴、发电机、齿轮传动链等的扭转振动.有广阔的应用前景.参 考 文 献1 RANDLL R.B 1,LUO DEY AN G ,Hilber Transfom Techniques for Torsional Vibration Analllysis .The Institution of Engineers Australia ,Vibration and Noise confe rence ,Melbourne 18-20september 1990.2 R.B 1RANDALL ,Hilbert Transform Techniques In Machine Diagnostcs.Bruel K jaer Australia Pty Ltd.3 MCFADDEN P.O.Detecting Fatigue Cracks in G ears by Amplitude and Phase Demodulation of the Meshing Vibration .J.Vib.Acoust.stress Rel.Des 1,108/165,April 19864 黄迪山,陆乃炎,童忠钫,程耀东.应用希尔伯特变换提取相位信号.振动与动态测试,1988,(2):68～715 (美)J ・S 米切尔.机器故障的分析与监测,北京:机械工业出版社,1990.15～25Experimental Study on Torsional Vibration DetectionZhang Jianxun Lou Deyang(Department of Architectural Engineering and Mechanics ,Kunming University of Science and Technology ,Kunmng 650093)ABSTRACT Tosional vibration can be considered a phase modulation of a uniform shaft speed.If a shaft en 2clder encoder signal is available the phasedemodulation of this signal indicatds the torsional uibration the shaft FFT analyser is used to construct the analytic signal correspondring to a measured real signal and the amplitude and phase modulation components is to be decomposed.The Hilbert transformation technigue for anplitnde demodulation and phase demodulation is widely applied to communication ,But it has mot beem applied sowidely in torsional wibration detection and analysis.S o we havi designedan enperiment set -up ,using acrresponding eguipment anddevebped software forexperimentation We obtained some datas and results.As all process demodulationis digital ,it has the advantage of high precision ,widely application ,adaptable ,which the traditonal way modelling can mot becompoued with throws away tor 2sional vibration transmitter which is complicated ,expensive and low precision.K ey w ords Hilbert transformation ;torsional vibration ;phase modulation ;phase demodulation ;encdet sig 2nal ;transmittet.・47・昆 明 理 工 大 学 学 报 1998年。
振动试验大纲模板
《振动试验》大纲模板课程类别：选修课程课程名称：振动试验开课单位： XXX学院课程编号： XXX总学时： 16 学分： 0.5适用专业：XXXXXX先修课程：信号与系统、测试传感技术、机械振动基础、虚拟仪器技术及应用。
一、课程在教学计划中地位和作用本课程是机械电子工程专业《机械振动基础》、《虚拟仪器技术及应用》课程的实验教学环节。
学生在掌握机械振动基础与虚拟仪器基本原理和概念的基础上，通过该实验课程学会使用 LabVIEW软件，借助其它硬件完成对虚拟仪器的设计和实验平台的搭建，实现对振动信号的采集、处理和分析，并培养学生的创新意识和综合实践能力。
二、课程目标1 .学会使用虚拟仪器的软件；（对应毕业生应具备知识能力中的 1 、2 、3 、4）2.学会设计虚拟仪器；（对应毕业生应具备知识能力中的 5 、11 、12）3.学会对虚拟振动的信号的模拟与仿真；（对应毕业生应具备知识能力中的 4 、5 、11 、12）4.能够搭建数据采集的软硬件系统，并能实现对振动信号的采集与处理。
（对应毕业生应具备知识能力中的 4 、5 、6 、11 、12）5.学会独立思考，并在交流和协作中寻求创新。
（对应毕业生应具备知识能力中的 8 、9 、10）三、课程内容及基本要求实验一（2 学时）名称：创建和编辑 VI 程序、建立和调用子 VI 程序；性质：验证性要求：熟悉程序的基本构成、编程环境、数据类型、局部变量和全局变量、程序流程控制，独立创建和编辑 VI 程序、建立和调用子 VI 程序。
实验二（2 学时）名称：数据采集性质：验证性要求： 1、完成信号调理器的选型；2、实现测量系统的连接、数据采集卡的选型及驱动。
实验三（2 学时）名称：数据采集编程性质：验证性要求：1、模拟信号的采集及输出，其中包括：用VI 实现单点的采集和输出、波形的采集和输出、连续采集和输出；2 、数字 I/O，其中包括：用 VI 实现读写数字线和数字端口。
扭转实验
试验二扭转实验一、实验目的1．观察试样在扭转力偶作用下试样受力和变形的行为。
观察材料的破坏方式。
2．测定材料的剪切屈服极限及剪切强度极限。
3．熟悉扭转试验机的工作原理及使用方法。
二、仪器设备扭转试验机：用以作扭转破坏实验。
游标卡尺：三、实验原理1．试件采用圆形截面试件，如图所示，在试件表面画上一条纵线，以便观察试件的扭转变形。
2．扭转试验机的工作原理扭转试验机如图。
在机体上有一个基本固定的夹头，用两平面和夹紧螺栓固定扭转试样的一端。
基座上有一个能水平移动的电动减速装置，其左端是一个可旋转的夹头，以夹持试样的另一端。
当电动减速器转动时，带动活动夹头转动，而使试样的一端相对于另一端发生了转动，故试件受扭而产生变形。
扭转试验机作用于试样的扭转力矩，通过与固定夹头相连的称重机构而平衡，同时又带动荷载指针转动而指示出所受扭转力矩的大小。
它还带动绘图仪的画笔左右移动，这个移动的扭转力矩坐标在记录纸上与纸的长度方向相垂直。
活动夹头的转动量代表了试样一端相对于另一端的转动，即扭转角。
扭转角的大小由活动夹头上的刻度线来指示。
同时还通过转动传感器将转角信号输入到绘图仪中，带动绘图仪纸筒转动送出记录纸，在记录纸的长度方向构成转角坐标。
在实验过程中，随着试件扭转变形的增加，试样所受的扭转力矩也随之变化，绘图仪就画出扭转力矩—扭转角的实验曲线。
在扭转力矩示荷盘的右下方，有一个量程旋钮用以改变扭转力矩的测量量程。
其测量范围有100N·m、200 N·m、500 N·m、1 000 N·m。
当把旋钮转动到指定的量程时，示荷盘上的刻度标示值随之变化。
以利于直接读取。
在示荷盘左边的侧面上有一个转动轮，往上或往下转动可调整示荷盘指针的零点（一般情况下不要去转动它）。
扭转实验时的变形速度，可由改变电动机的转速来决定。
由于本机采用可控硅直流电机，调速可在一个很大的范围内无级调整。
调速由机器操纵面板的开关和旋钮来控制。
汽车发动机扭震试验测量原理
发动机曲轴扭转振动的测量一、实验目的：1、学习用实验法确定曲轴固有频率和临界转速，并找出共振时的最大扭转角。
2、了解非接触式扭振仪的工作原理。
二、实验说明：在内燃机的使用实践中，人们发现当多缸机达到某一转速时，会变得运转很不均匀，并伴有机械敲击和抖动，性能也变坏了，当转速升高或降低一些，这种现象减轻甚至消失，这种现象的原因是由于曲轴发生了大幅度扭转振动引起的。
曲轴不是绝对刚性的，具有一定的弹性，而且有自己的固有频率。
曲轴在某一转速工作时，不仅要受到各缸平均扭矩的作用，还要受到各缸干扰力矩的作用，而且不同步，所以各曲拐间必然产生相当大的周期性相对扭转。
这种扭转与曲轴的刚度、转动惯量和施加在曲轴上的干扰力矩有关，或者说与曲轴的固有频率和干扰力矩有关。
而各缸干扰力矩是相当复杂但是是呈周期性变化的，根据傅立叶级数理论，再复杂的周期性函数都可以表示成由若干阶谐量叠加而成，所以，各缸干扰力矩可以认为是由若干阶谐量叠加而成。
M= M0+M0.5sin(0.5ωt t+δ0.5)+M1sin(1.0ωt t+δ1)+M1.5sin(1.5ωt t+δ 1.5)+ M2sin(2.0ωt t+δ2)+M2.5sin(2.5ωt t+δ 2.5)+M3sin(3.0ωt t +δ3)+…………………………………………..+M 9.5sin( 9.5ωt t+ δ9.5)+M10sin(10ωt t +δ10)+M10.5sin(10.5ωt t+δ10.5)+M11sin(11ωt t +δ11)+M11.5sin(11.5ωt t+δ11.5)+M12sin(12ωt t +δ12)当干扰力矩的某一阶谐量的变化频率等于曲轴的固有频率时，就会产生共振，使相对扭转角大大的增大，造成曲轴承受的应力大大增加，这样就会使曲轴轻则疲劳加剧，重则断裂，直接影响曲轴的使用寿命。
要想研究曲轴的扭转振动，用计算的方法比较繁琐，今天我们就用实验的方法来研究曲轴的扭转振动。
材料力学扭转实验【范本模板】
§1－2 扭转实验一、实验目的1、测定低碳钢的剪切屈服点τs,抗扭强度τb。
2、测定铜棒的抗扭强度τb.3、比较低碳钢和铜棒在扭转时的变形和破坏特征。
二、设备及试样1、伺服电机控制扭转试验机（自行改造).2、0.02mm游标卡尺。
3、低碳钢φ10圆试件一根,画有两圈圆周线和一根轴向线。
4、铜棒铁φ10圆试件一根。
三、实验原理及方法塑性材料试样安装在伺服电机驱动的扭转试验机上,以6—10º/min的主动夹头旋转速度对试样施加扭力矩,在计算机的显示屏上即可得到扭转曲线(扭矩-夹头转角图线），如下图为低碳钢的部分扭转曲线。
试样变形先是弹性性的，在弹性阶段,扭矩与扭转角成线性关系。
弹性变形到一定程度试样会出现屈服。
扭转曲线扭矩首次下降前的最大扭矩为上屈服扭矩T su；屈服段中最小扭矩为下屈服扭矩T sl，通常把下屈服扭矩对应的应力值作为材料的屈服极限τs,即：τs=τsl= T sl/W。
当试样扭断时，得到最大扭矩T b，则其抗扭强度为τb= T b/W式中W为抗扭截面模量，对实心圆截面有W=πd03/16。
铸铁为脆性材料,无屈服现象，扭矩-夹头转角图线如左图，故当其扭转试样破断时，测得最大扭矩T b，则其抗扭强度为：τb= T b/W四、实验步骤1、测量试样原始尺寸分别在标距两端及中部三个位置上测量的直径，用最小直径计算抗扭截面模量.2、安装试样并保持试样轴线与扭转试验机转动中心一致。
3、低碳钢扭转破坏试验,观察线弹性阶段、屈服阶段的力学现象，记录上、下屈服点扭矩值,试样扭断后，记录最大扭矩值，观察断口特征。
4、铜棒扭转破坏试验，试样扭断后，记录最大扭矩值,观察断口特征。
五、实验数据处理1、试样直径的测量与测量工具的精度一致。
2、抗扭截面模量取4位有效数字。
3、力学性能指标数值的修约要求同拉伸实验。
六、思考题1、低碳钢扭转时圆周线和轴向线如何变化?与扭转平面假设是否相符？2、如用木材或竹材制成纤维平行于轴线的圆截面试样,受扭时它们将按怎样的方式破坏?3、根据低碳钢和铜棒的破口特征，分析两种材料扭转破坏的原因?1、比较低碳钢拉伸和扭转实验,从进入塑性变形阶段到破坏的全过程，两者变形有何明显的区别？。
发动机曲轴扭振试验规范
目录概述 .............................................................................................................................................. 错误!未定义书签。
目录 .. (1)1.范围 (3)2.规范性引用文件 (3)3.术语和定义 (3)3.1 轴系扭振 (3)3.2 角度编码器 (3)3.3边界条件 (3)3.4 额定功率点 (3)3.5 怠速 (3)4.试验条件 (4)4.1发动机要求 (4)4.2 试验设备 (4)4.3台架布置 (4)5.试验方法 (6)5.1测试软件 (6)5.2试验工况 (6)5.3 试验记录：记录转速上升全部过程。
(6)5.4 重复测量2次或2次以上，避免测量误差。
(6)6.试验评价 (6)6.1 数据处理 (6)6.2 评价标准 (7)7.试验流程图 (7)1.范围本标准规定了汽车用四冲程发动机的曲轴扭振试验方法，用来评定汽车发动机轴系的加工质量是否满足设计要求。
其主要内容包括：规范性引用文件，术语和定义，试验条件控制，试验方法，试验评价，试验流程图和试验经验积累。
本标准适用于本公司生产的所有汽柴油发动机，凡新设计及重大改进的发动机定型试验、转厂生产的发动机验证试验以及现生产的发动机质量检验试验等，均可按本标准规定的方法进行。
本标准还可作为发动机制造厂和汽车制造厂之间交往的技术依据。
2.规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 1883 往复活塞式内燃机术语GB/T 15371 曲轴轴系扭转振动的测量与评定方法GB/T 13436 扭转振动测量仪器技术要求GB/T 18297 发动机性能试验方法GB 1105.1－1105.3 内燃机台架性能试验方法3.术语和定义3.1 轴系扭振轴系扭振即发动机轴系的扭转振动。
LMS扭转振动测试分析解决方案讲课文档
第十二页，共15页。
扭振在角度域的分布
第十三页，共15页。
传动带的传递率研究
▪ 多转速通道 ▪ 在线扭转振动计算 ▪ 在线计算:
▪ 传动带传递率 % ▪ 传动带拉伸 ▪ 传递误差 ▪ 传动带/带轮 线性位移，速度，加速度 ▪ 轴转动角位移，角速度，角加速度 ▪ 轴间相对角位移，角速度，角加速度(2 轴之间)
脉冲采样时钟频率 决定 瞬态转速测试精度
➢ LMS专利技术-QTV技术： 精确测定脉冲触发过零位，结合拉格朗日插值，突破传统时钟频率
精度限制，实现高精度扭振测试。
➢ 每转脉冲数（PPR）= 最大分析阶次 * 2
（角度域采样定理）
如：120脉冲/转，最大分析阶次为60阶
第五页，共15页。
扭振信号的采集处理 - 计数器方法 vs. QTV 技术
扭振信号的采集处理 - QTV 技术原理
QTV 技术将动态转速信号的高精度24位AD转换与革新性的朗格朗日插值技术巧妙结合。
脉冲 信号
信号调理 抗混叠滤波
A D
↑2
升采样
32 点拉格朗日 插值最终的线性内插 Nhomakorabea数字滤波
降采样 转速跟踪同步
重采样
….
连续的瞬态转速信号
(时域数据)
Δ
过零位 升采样
实际
ADC 采样点
500.00
-90.00 800.00 0.00
2.00
4.00
6.00
order Derived Order (Tacho1)
20.00
-90.00
0.17
0.15 0.14 0.13 0.12
1.00
扭力测试实验指导书
扭力测试实验指导书实验目的本实验旨在通过扭力测试仪器对物体的扭转性能进行测试，以评估其在扭转应力下的稳定性和强度。
通过本实验，可以确定物体在实际使用中的扭力性能指标，为产品设计和优化提供参考。
实验器材- 扭力测试仪器- 待测试的物体样品- 计时器实验步骤1. 准备工作：- 将扭力测试仪器放置在平稳的实验台面上。
- 确保扭力测试仪器处于稳定状态，并连接好电源和控制设备。
- 将待测试的物体样品固定在扭力测试仪器的夹持装置上，并确保夹持牢固。
2. 参数设置：- 根据待测试物体样品的特性和实验要求，调整扭力测试仪器的相关参数，如扭矩范围、角速度等。
- 通过试验先验知识或者参考相关文献，确定合适的参数设置，并记录下来。
3. 扭力测试：- 启动扭力测试仪器，并开始记录数据。
- 逐渐施加扭力于待测试的物体样品上，同时记录扭转角度和施加的扭矩数值。
- 持续扭转物体，直至达到预定的测试终止条件，如特定的扭转角度或者扭力数值。
4. 数据分析：- 根据实验记录的数据，进行扭力性能的分析。
- 可以绘制扭力-角度曲线或者扭力-时间曲线，以观察物体在扭转过程中的性能变化。
- 计算得到物体的扭力刚度、扭转角度-扭矩斜率等参数，以评估其扭转性能。
5. 结果总结：- 根据实验结果，总结待测试物体样品的扭转性能特点。
- 可以与设计要求或者相关标准进行对比，评估物体的扭转稳定性和强度。
- 根据实验结果对物体进行优化设计，提高其扭转性能。
注意事项- 在进行实验时，要特别注意安全，避免因意外发生导致人身伤害。
- 实验时需按照相关操作规程进行，注意保持实验环境的整洁和仪器设备的正常状态。
- 实验前要对仪器进行校准和检查，以确保测试数据的准确性和可靠性。
- 实验操作结束后，要及时清理实验现场，并保养好扭力测试仪器，以延长其使用寿命。
扭转振动测试分析流程
BBM扭转振动测试分析流程
一、测试设置
勾选中torsional vibration,并设置
好其对应的参数，另外可选择针
对扭转振动采样的分析方法，如
APS,Order APS等
二、分析方法
测试结束，在graphic definition界面，数据可产生如下通道
如上，其中的rotational speed通道用于分析旋转结构的旋转
不稳定性，即扭转振动的时域数据，Angular Velocity通道是
用于分析扭转振动的频谱APS以及阶次order信息等
三、首先我们先看一下47通道的转速信息
四、该通道的旋转不稳定性分析
五、结构扭转振动的频谱以及阶次分析
此处选择相应的高通滤波器，一般推荐为
1HZ ，用于滤除转速波动信息里的稳态成分，只余留其波动特性，用户可对比此处选择和未选择的效果
通道选择更换为对应的扭转振动角速度通道，分析的方法可以选择APS 自功率谱，order APS 阶次谱等，
六、提取扭转振动频谱阶次分析的某些阶次
如图，可提取扭转阶次的某些阶次，或将多个阶次叠加，看其结果，，如要求取总量级，可以选择overall 或者sumlevel,如果要对分析的结果进行积分微分处理获取角位移，角加速度信息，可如下图操作。
扭转测G——精选推荐
扭转实验
实验目的：
测定剪切弹性模量G。
实验方法：机测法、电测法可同时进行，也可分别进行。
扭转测G实验原理图
一、机测法二、电测法
进行纯扭转测G实验时，必须把不锈钢管卸下，在支座2上安装具有16×16方孔的法兰作为扭转固定端，在导轨上安装扭转活动夹头，在方头实心圆试样上，先装上扭角仪，标距L0由随机附带的定标器（带有纵剖口的圆管）定位。
一般由定标器确定的标距L0=100mm。
然后，调整活动夹头在导轨上的距离，把试样两端方头分别塞入固定端及活动夹头之间。
必须注意的是，安装试样时，应使扭转活动夹头另一端的两个螺孔处在水平位置。
拧紧试样紧固螺钉，最后，把扭转活动夹头用下端的四个螺钉固定在导轨上。
安装加力杆及砝码吊架，即可加载进行纯扭转测G实验。
将扭角仪安装固定在实验台导轨上，注意扭角仪的位置要正确，即扭角仪加
力臂和力传感器移动方向要成90度角。
用铁链把加力臂和力传感器连接在一起。
启动实验台架和控制系统，设置好各参数，把扭角仪上的应变片用半桥互补的接法，接入到应变仪中，应变仪的各参数要设置好，然后，进行开始实验。
加载方案：
将应变仪和百分表调零，按逐级加载的方法进行加载：
P1=1Kg
P2=2 Kg
P3=3 Kg
P4=4 Kg
P5=5 Kg
分别读出百分表的格数和应变仪的读数，观察载荷和应变的关系。
然后，算出平均的扭角。
利用公式即可测出剪切弹性模量G。
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柴油机组轴系扭转振动
测试大纲
编制：______________
校核：______________
审批：______________
中船动力研究院有限公司
2016年08月
1.测试目的
对柴油机组轴系进行扭振的自由振动及强迫振动测试。
2.测试对象
本次测试对象为柴油机-水力测功机机组，由柴油机，水力测功机，基座等组成。
柴油机通过联轴器与水力测功机连接，并共同安装在基座上。
机组额定转速为750r/min，额定功率为2430kW。
图1 柴油机组示意图
3.测试系统
在柴油机飞轮端安装磁电传感器进行扭振信号的采集，测试系统图如图2所示。
图2 测试系统示意图
表1 测试仪器列表
4.测试步骤
（1）检查测试场地的电源情况。
（2）先在各测点布置传感器，然后按照要求接线，打开测试仪器及计算机。
（3）启动机组，传感器将采集到的信号输送到LMS分析仪中进行处理。
（4）完成各工况下的信号采集，处理实验数据。
5.测试工况说明
（1）轴系扭转振动自由振动测试
柴油机组空载，机组转速自200r/min连续升至900r/min（900r/min连续降至200r/min），保证转速连续升（降）的持续时间至少在1min左右，同时进行轴系扭振信号的采集。
柴油机组空载，机组转速从200r/min升至900r/min，每次间隔为20r/min。
等待转速稳定后，进行扭振信号采集。
（2）轴系扭转振动强迫振动测试
功率负载按分别调整至0%、25%、50%、75%、90%、100%、110%的额定功率，进行轴系扭转振动稳态测试。
6.测试结果
表2 轴系固有频率测试数据记录表
表2 额定工况强迫振动数据记录表
附表：
扭转振动计算结果
表2. 自由振动频率计振型(6-10阶)
为避免测量工况过多，根据主机转速范围以20rpm为间隔，根据自由振动计算前四阶结果在适当转速下增加测量工况，确定扭转自由振动测量转速范围如下：。