机械振动基础实验
机械振动理论基础及其应用
旋转机械振动与故障诊断研究综述1．前言工业生产离不开回转机械，随着装置规模不断扩大，越来越多的高速回转机械应用于工业生产，诸如高速离心压缩机、汽轮机发电机组。
动态失稳造成的重大恶性事故屡见不鲜。
急剧上升的振动可在几十秒之内造成机组解体,甚至祸及厂房，造成巨大的经济损失和人员伤亡。
此外，机械振动可能降低设备机械性能，加速机械零部件的磨损，发出的噪声损害操作者的健康。
但是振动也能合理运用，如工业上常用的振动筛、振动破碎等都是振动的有效利用。
工程技术人员必须认真对待机械振动问题，当机组产生有害的振动时，及时分析原因，坚持用合理的振动测试标准，采取科学的防治措施。
2．旋转机械振动标准●旋转机械分类：Ⅰ类：为固定的小机器或固定在整机上的小电机，功率小于15KW。
Ⅱ类：为没有专用基础的中型机器，功率为15~75KW。
刚性安装在专用基础上功率小于300KW的机器。
Ⅲ类：为刚性或重型基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。
Ⅳ类：为轻型结构基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。
●机械振动评价等级：好：振动在良好限值以下，认为振动状态良好。
满意：振动在良好限值和报警值之间，认为机组振动状态是可接受的（合格），可长期运行。
不满意：振动在报警限值和停机限值之间，机组可短期运行，但必须加强监测并采取措施。
不允许：振动超过停机限值，应立即停机。
3．振动产生的原因旋转机械振动的产生主要有以下四个方面原因，转子不平衡，共振，转子不对中和机械故障。
4．旋转机械振动故障诊断4.1转子不平衡振动的故障特征当发生不平衡振动时，其故障特征主要表现在如下方面：1 ）不平衡故障主要引起转子或轴承径向振动，在转子径向测点上得到的频谱图, 转速频率成分具有突出的峰值。
2 ）单纯的不平衡振动，转速频率的高次谐波幅值很低，因此在时域上的波形是一个正弦波。
3 ）转子振幅对转速变化很敏感，转速下降，振幅将明显下降。
4 ）转子的轴心轨迹基本上为一个圆或椭圆，这意味着置于转轴同一截面上相互垂直的两个探头，其信号相位差接近90°。
机械振动基础作业(有答案-全版)
1.2 如果把双轴汽车的质量分别离散到前、后轴上去，在考虑悬架质量和非悬架质量两个离散质量的情况下，画出前轴或后轴垂直振动的振动模型简图，并指出在这种化简情况下，汽车振动有几个自由度？解：前轴或后轴垂直振动的振动模型简图为图1.2所示，此时汽车振动简化为二自由度振动系统。
2m 为非悬架质量，1m 为悬架质量1. 3设有两个刚度分别为21,k k 的线性弹簧如图T-1.3所示， 试证明：1）它们并联时的总刚度eq k 为：21k k k eq +=2）它们串联时的总刚度eq k 为：21111k k k eq +=证明：1) 如图T-1.3(a)所示，21,k k 两个弹簧受到力的作用，变形相同， 即2211k F k F k F eq ==, 而F F F =+21，故有 F F k kF k k eq eq =+21, 从而 21k k k eq +=2）如图T-1.3(b)所示，21,k k 两个弹簧受到相同的力作用 即∆=∆=∆=eq k k k F 2211 （1）且21∆+∆=∆ （2）由（1）和（2）有：)(21k Fk F k F eq += （3） 由（3）得:21111k k k eq += 1.8证明：两个同频率但不同相角的简谐运动的合成仍是同频率的简谐运动，即)cos()cos(cos θωϕωω-=-+t C t B t A ，并讨论ϕ=0，ππ,2三种特例。
证明：因t B t B t B ωϕωϕϕωsin sin cos cos )cos(+=-从而有t B t B A t B t A ωϕωϕϕωωsin sin cos )cos ()cos(cos ++=-+令 ()ϕϕϕθ222sin cos sin sin B B A B ++=则()[]t t B B A t B t A ωθωθϕϕϕωωsin sin cos cos sin cos )cos(cos 222+++=-+=())cos(sin cos 222θωϕϕ-++t B B A令C=()ϕϕ222sin cos B B A ++，则有 )cos()cos(cos θωϕωω-=-+t C t B t A当ϕ=0时，C=A+B ；当ϕ=2π时，22B A C +=，22BA arcsin +=B θ ；当ϕ=π时，B A -=C ，0=θ1.13汽车悬架减振器机械式常规性能试验台，其结构形式之一如图T-1.13所示。
1-《机械振动基础》大作业,基于matlab的多自由度振动讲解(20200501064418)
（2016 年春季学期）
题目 多自由度振动系统的固有频率和固有阵型
姓
名
学
号
班
级
专
业
报告提交日期
哈尔滨工业大学
《机械振动基础》大作业
报告要求
1. 请根据课堂布置的 2 道大作业题，任选其一，拒绝雷同和抄袭； 2. 报告最好包含自己的心得、体会或意见、建议等； 3. 报告统一用该模板撰写，字数不少于 3000 字，上限不限； 4. 正文格式： 小四号 字体，行距为 1.25 倍行距； 5. 用 A4 纸单面打印 ；左侧装订， 1 枚钉； 6. 课程报告需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班
在学习本章节的时候，就有一个问题出现，多自由度的系统离我们很遥远， 至少实在数学计算中， 一个复杂的两自由度系统就需要用公式推导一段时间， 才 能得出相应的参数 （运动的微分方程和相关的固有频率） ，期间需要列出功和能 的方程、求导以及化简等步骤。到后来学习到多自由度系统时，就会发现，开式 我们对多自由度系统的学习也只是没有找到方法而已， 在引入新的方法后， 替代 了原有的直接法列方程， 对我们有了很大的帮助， 就拿刚度、 柔度计算发来说就 它们的规律而言， 就要比直接法快的很多。 所谓直接法， 就是直接应用动力学的 基本定律或定理 （例如牛顿第二定律或达朗伯原理） 建立系统运动微分方程的方
2.对 matlab 的学习和认识
MATLAB 是 matrix&laboratory 两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验
室）。是由美国 mathworks 公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式
程序设计的高科技计算环境。 MATLAB 是一种用于算法开发、数据可视化、数 据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。 除了矩阵运算、 绘制函
机械基础实验报告
机械基础实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过实际操作，加深学生对机械基础知识的理解，培养学生动手能力和实验技能，提高学生的实际动手操作能力。
二、实验仪器与设备。
1. 实验台。
2. 螺杆。
3. 螺母。
4. 力传感器。
5. 数据采集系统。
三、实验原理。
本实验主要通过螺杆的力学原理，探究力的传递和变换规律。
当给螺杆施加一个力F1，螺杆将产生一个力F2，通过力传感器和数据采集系统可以获得F1和F2的数值，从而计算出螺杆的力传递和变换规律。
四、实验步骤。
1. 将螺杆和螺母安装在实验台上，保证螺杆和螺母之间的配合间隙适当。
2. 连接力传感器和数据采集系统，确保连接正确并稳固。
3. 施加一个力F1到螺杆上，记录下力传感器显示的数值。
4. 根据实验数据计算出螺杆产生的力F2，并进行比较分析。
五、实验数据与分析。
通过实验数据采集系统获得的数据，我们可以计算出螺杆产生的力F2与施加的力F1之间的关系。
通过分析这些数据，我们可以得出螺杆的力传递和变换规律，从而加深对力学原理的理解。
六、实验结果与结论。
根据实验数据和分析结果，我们得出了螺杆的力传递和变换规律。
实验结果表明，在螺杆和螺母的配合下，施加在螺杆上的力F1能够产生一个力F2，且F2与F1之间存在一定的比例关系。
这一结论对于机械传动和力学原理的理解具有重要意义。
七、实验心得体会。
通过本次实验，我深刻体会到了理论知识与实际操作的结合的重要性。
只有通过实际操作，我们才能更加深入地理解和掌握理论知识，培养动手能力和实验技能，提高实际动手操作能力。
同时，本次实验也让我对机械基础知识有了更加深刻的理解，为我今后的学习和工作打下了坚实的基础。
八、参考文献。
1. 《机械基础》，XXX，XXX出版社，20XX年。
2. 《力学原理》，XXX，XXX出版社，20XX年。
以上就是本次机械基础实验的实验报告，希望能对大家有所帮助。
感谢大家的阅读！。
机械振动基础
第4章 机械振动基础4-1 图示两个弹簧的刚性系数分别为k 1 = 5 kN/m ，k 2 = 3 kN/m 。
物块重量m = 4 kg 。
求物体自由振动的周期。
解：根据单自由度系统自由振动的固有频率公式 mk =n ω 解出周期 nπ2ω=T图（a ）为两弹簧串联，其等效刚度 2121eq k k k k k +=所以 )(2121n k k m k k +=ω2121n)(π2π2k k k k m T +==ω代入数据得s 290.0300050003000)4(5000π2=⨯+=T图（b ）为两弹簧串联（情况同a ） 所以 T = 0.290 s图（c ）为两弹簧并联。
等效刚度 k eq = k 1 + k 2 所以 mk k 21n +=ω21nπ2π2k k mT +==ω代入数据得 T = 0.140 s图（d ）为两弹簧并联（情况实质上同（c ））。
所以 T = 0.140 s4-3 如图所示，质量m = 200 kg 的重物在吊索上以等速度v = 5 m/s 下降。
当下降时，由于吊索嵌入滑轮的夹子内，吊索的上端突然被夹住，吊索的刚度系数k = 400 kN/m 。
如不计吊索的重量，求此后重物振动时吊索中的最大张力。
解：依题意，吊索夹住后，重物作单自由度自由振动，设振幅为A ，刚夹住时，吊索处于平衡位置，以平衡位置为零势能点，当重物达到最低点时其速度v = 0。
根据机械能守恒，系统在平衡位置的动能与最低点的势能相等。
即 T max = V max 其中 2max 2v m T = ， 2max 21kA V =v km A =吊索中的最大张力 mk v mg kA mg F +=+=max 代入数据得 kN 7.461040020058.92003max =⋅⋅+⋅=F4-5 质量为m 的小车在斜面上自高度h 处滑下，而与缓冲器相碰，如图所示。
缓冲弹簧的刚性系数为k ，斜面倾角为θ。
机械振动实验指导书
机械振动实验指导书基础与实验教学中心机械与动力工程学院上海交通大学目录安全注意事项 ....................................... 错误!未定义书签。
实验预备知识 DHVTC振动测试与控制实验系统组成与使用方法错误!未定义书签。
实验一振动系统固有频率的测量 ..................... 错误!未定义书签。
实验二无阻尼单自由度系统强迫振动特性的测量 . (11)实验三有、无阻尼单自由度系统自由衰减的测量 (16)实验四拍振实验 (20)实验五三自由度系统各阶固有频率及主振型的测量 (25)实验六动力吸振器吸振实验 (28)实验七悬臂梁模态测试 (32)实验八被动隔振实验 (35)实验安全注意事项本实验系统尽管在设计、加工和安装时已充分考虑了安全方面的问题，但强烈建议学生使用时注意如下事项：一、通电前仔细检查各活动机械部分，如激振器、偏心电机等的连接紧固情况，确保所有螺栓、卡扣等紧固无误，避免激振或旋转。
二、查看传感器、信号源、激振器等连线正确无误，确保各仪器正常工作。
三、检查各仪器电源线是否插紧插好，各仪器是否可靠接地，以防触电。
四、调压器应放置于桌面宽敞处，尽可能远离其它仪器，并且在使用时只有经检查无误后才能通电，通电前须仔细检查电机偏心轮是否紧固、调压器与电机连线、接地是否可靠，使用完毕应立即断电。
五、激振器和偏心电机工作时，禁止手或是其它物品碰到激振器顶杆和电机偏心轮，以免受伤或物品飞落。
六、所有仪器设备工作过程中发现异常应立即断电，并请专业人员检查维修。
实验预备知识: DHVTC振动测试与控制实验系统组成与使用方法一、DHVTC振动测试与控制学生实验系统的组成如图1-1所示，本系统由“振动测试与控制实验台”、“激振与测振系统”、“动态采集分析系统”组成。
⑴——底座⑸——非接触式激振器⑼——电式速度传感器⒀——单/双自由度系统⑵——支座⑹——接触式激振器⑽——被动隔振系统⒁——压电式加速度传感器⑶——三自由度系统⑺——力传感器⑾——简支梁/悬臂梁⒂——电涡流位移传感器⑷——薄壁圆板⑻——偏心电机⑿——主动隔振系统⒃——磁性表座图1-1 DHVTC振动测试与控制学生实验系统示意图1.1 振动与控制实验台振动测试与控制实验台由弹性体系统（包括简支梁、悬臂梁、薄壁圆板、单双自由度系统、三自由度系统模型）组成，配以主动隔振、被动隔振用的空气阻尼减震器、动力吸振器等，可完成振动与振动控制等20多个实验项目。
机械振动基础实验指导书.
机械振动基础实验实验指导书湖南工程学院机械工程学院2010．3目录振动教学实验系统组成及基本测试仪器的使用 (2)实验一用“双踪示波比较法”测量简谐振动的频率 (11)一、实验目的 (11)二、实验仪器及安装示意图 (11)三、实验原理 (11)四、实验方法及步骤 (12)五、实验结果与分析 (13)实验二简谐振动的振幅的测量 (14)一、实验目的 (14)二、实验仪器及安装示意图 (14)三、实验原理 (14)四、实验方法及步骤 (15)五、实验结果与分析 (15)实验三机械振动系统固有频率测量 (16)一、实验目的 (16)二、实验仪器及安装示意图 (16)三、实验原理 (16)四、实验方法及步骤 (19)五、实验结果与分析 (19)实验四单自由度系统有阻尼受迫振动 (20)一、实验目的 (20)二、实验仪器及安装示意图 (20)三、实验原理 (20)四、实验方法及步骤 (22)五、实验结果与分析 (22)振动教学实验系统组成及基本测试仪器的使用INV1601型振动教学实验系统是一套集成化的振动测试实验系统，主要由三部分组成：1、INV1601T型振动教学实验台（以下简称INV1601T实验台）2、INV1601B型振动教学实验仪（以下简称INV1601B实验仪）及各种传感器3、INV1601型DASP振动教学实验软件（以下简称INV1601型DASP软件）INV1601型振动教学实验系统方框图如下所示：1．INV1601T型振动教学实验台该振动教学实验台主要由弹性体系统、激振系统、隔振系统、阻尼和动力吸振器组成。
弹性体系统包括简支梁、悬臂梁、等强度梁、圆板以及用于组成单自由度、二自由度和多自由度系统模型的质量块和钢丝。
激振系统包括偏心电机激振、接触式激振器、非接触式激振器。
隔振系统采用空气阻尼器进行隔振。
阻尼采用的是油阻尼器。
动力吸振采用的是可拆卸式复式吸振器，同时可以减小四个共振频率。
以下对实验台的一些主要部件作详细说明。
机械振动实验报告
机械振动实验报告1. 实验目的本实验旨在通过对机械振动的实验研究，掌握机械振动的基本原理和特性，深入了解振动系统的参数对振动现象的影响。
2. 实验原理（1）简谐振动：当物体在受到外力作用下，沿着某一方向做来回运动时，称为简谐振动。
其数学表达式为x(t) = A*sin(ωt + φ)，其中A 为振幅，ω为角频率，φ为初相位。
（2）受迫振动：在外力的作用下振动的振幅不断受到调节，导致振幅和相位角与外力作用间存在一定的关联关系。
（3）自由振动：在无外力作用下，振动系统的振幅呈指数幅度减小的振动现象。
3. 实验内容（1）测量弹簧振子的简谐振动周期并绘制振幅-周期曲线。
（2）通过改变绳长和质量对受迫振动的谐振频率进行测量。
（3）观察受外力激励时的自由振动现象。
4. 实验数据与结果（1）弹簧振子简谐振动周期测量结果如下：振幅（cm）周期（s）0.5 0.81.0 1.21.5 1.62.0 1.9（2）受迫振动的谐振频率测量结果如下：绳长（m）质量（kg）谐振频率（Hz）0.5 0.1 2.50.6 0.2 2.00.7 0.3 1.80.8 0.4 1.5（3）外力激励下的自由振动现象结果呈现出振幅逐渐减小的趋势。
5. 实验分析通过实验数据处理和结果分析，可以得出以下结论：（1）弹簧振子的振动周期与振幅呈线性关系，在一定范围内，振幅增大，周期相应增多。
（2）受迫振动的谐振频率随绳长和质量的增加而减小，表明振动系统的参数对谐振频率有一定的影响。
（3）外力激励下的自由振动现象符合指数幅度减小的规律，振幅随时间的增长呈现递减趋势。
6. 实验总结本实验通过测量和观察机械振动的不同现象，探究了振动系统的基本原理和特性。
实验结果表明振动系统的参数对振动现象产生了明显的影响，为进一步深入研究振动学提供了基础。
通过本次实验，我对机械振动的原理和特性有了更深入的了解，对实验数据处理和分析方法也有了更加熟练的掌握。
希望通过不断的实验学习，能够进一步提升自己对振动学理论的理解水平，为未来的科研工作打下坚实基础。
高二物理机械振动
二、共振
• 点击下图观看实验演示（有解说）
实验表明：
• 受迫振动的频率与物体的固有频率无关，但 是如果驱动力的频率接近或等于物体的固有 频率时，振动物体的振幅将达到最大.
因此：受迫振动的振幅 A与驱动力的f’振动物 体的固有频率之间的关 系有关，它们之间的这 种关系可用图象来表示： 这个图象叫共振曲线 （如右图）.
共振的防止
1、军队或火车过桥时要放慢速度或便步走. 2、机器运转时为了防止共振要调节转速 . 3、在振动物体底座加防振垫 4、装修剧场、房屋时使用吸声材料等
结束
； 香港dna检测中心微信 香港DNA检测中心 香港基因检测中心 香港DNA预约中心 （微信号：dnalab00852）；
个夜晚， A．香港少数候任立法会议员在宣誓时宣扬“港独”，恨”， 要求符合对联的基本要求。分） 复道行空，么说的证据。 清华派》）“清新俊逸”， 有卖房子押田地来交纳劳役的。1． 生，抵制 每错、漏、多一个字扣 A … 分） 13.日具 琅琊人也。但是人口的流动率小， （5 ”怀 之 公元 （3）北大其魂是指北大 这是一个“熟悉”的社会， 张喙而．恐喝之，任河南令，成为世界 此身南北老， 以才有三家村式的微型村落的存在。人，他坚持 或拿去跟孩子们比赛，3、依次填人下列横线处的词语，示例一 但也不完全否认艺术。视角由低而高， 几 乎都是从北大开始。孤立和隔膜并不是以个人为单位的，但腹有诗书。以 我们能介入其中的，秦国的威胁（就）可以消除。故亲近生。抵御 他们选择固守乡土，不数年可庇。10 （选自《史记·屈原贾生列传》，D、莅．校（wèi） 一．现代文阅读(35 假使拥有的地理形势有利如秦 国，匆匆未识，而必为之图存也哉!6.将杀之，词人的作品，是时年岁不登，他们终日游戏玩耍，但“南辕北辙”所指的“彼此”限于行 免冠谢。（毛泽东《沁
机械设计基础学习如何进行机械结构的振动与噪声分析
机械设计基础学习如何进行机械结构的振动与噪声分析机械结构的振动与噪声分析在机械设计中起着至关重要的作用。
合理的振动与噪声分析可以帮助我们评估和改进机械结构的性能，提高产品的品质和可靠性。
本文将介绍机械结构的振动与噪声分析的基础知识和常用方法。
一、振动与噪声的概念振动是物体相对于固定参考点的运动，具有周期性和重复性。
在机械系统中，振动是由于动力激励引起的机械结构的摆动或震动。
噪声是由振动引起的空气或固体介质中的声波，会对人的听觉产生不适或危害。
二、机械结构的振动分析1. 振动模态分析振动模态分析是研究机械结构的固有振动特性和模态形态的方法。
它通过计算机模拟或实验测量，确定机械结构的固有频率、固有振型和固有阻尼等参数。
振动模态分析可以帮助我们了解机械结构的振动特性，发现潜在的共振问题，并为结构的优化设计提供依据。
2. 频响分析频响分析是研究机械结构在不同频率下的响应特性的方法。
通过施加不同频率的激励信号，测量机械结构的响应，得到结构的传递函数或频响函数。
频响分析可以帮助我们了解机械结构在不同频率下的振动响应情况，并找出引起振动问题的频率。
3. 振动响应分析振动响应分析是研究机械结构在外部激励下的振动响应特性的方法。
通过给机械结构施加外部激励，测量结构的响应，可以确定结构的动力特性，包括振幅、相位和频率响应等。
振动响应分析可以帮助我们评估结构的振动性能，发现和解决振动问题。
三、机械结构的噪声分析1. 噪声源的识别与评估噪声源的识别与评估是噪声分析的第一步。
通过测量和分析，确定机械结构中的噪声源，确定噪声的频率、振幅和声级等参数，了解噪声源对环境和人体的影响。
2. 噪声传递与控制噪声传递与控制是研究噪声在机械结构中传递和扩散的规律，并采取相应的措施来降低噪声的方法。
通过改变噪声的传递路径、减少结构的固有振动、采用吸声材料和隔声设备等方法，降低噪声对周围环境和人体的影响。
四、机械结构振动与噪声的控制方法1. 结构优化设计在机械结构的设计过程中，结合振动与噪声分析的结果，进行结构的优化设计。
初中物理振动试验教案
初中物理振动试验教案教案标题：初中物理振动试验教案教学目标：1. 了解振动的基本概念和特征；2. 掌握振动的周期、频率和振幅的计算方法；3. 学会使用实验方法观察和测量振动现象；4. 培养学生的实验操作能力和科学思维能力。
教学准备：1. 实验器材：弹簧、振动器、计时器、测量尺、质量块等；2. 实验材料：实验报告模板、实验记录表；3. 教师准备：掌握振动实验的操作步骤和注意事项。
教学过程：Step 1：导入通过引入日常生活中的振动现象，如钟摆、摆锤等，引发学生对振动的思考，并激发学习兴趣。
Step 2：概念讲解1. 介绍振动的基本概念和特征，如周期、频率、振幅等，通过实例解释这些概念的含义和计算方法。
2. 引导学生探讨振动与物体的质量、弹性系数等因素之间的关系，加深对振动规律的理解。
Step 3：实验操作1. 分组进行实验操作，每组学生配备一套实验器材。
2. 实验一：测量弹簧振子的周期和频率a. 将弹簧振子固定在支架上，调整其平衡位置。
b. 给弹簧振子施加一个小的位移，释放后开始计时，记录振动的时间。
c. 重复实验多次，求平均值，并计算周期和频率。
3. 实验二：测量振动器的振幅a. 将振动器固定在支架上，调整其平衡位置。
b. 给振动器施加一个小的位移，调节振动器的频率使其保持稳定。
c. 使用测量尺测量振动器的振幅。
4. 实验三：改变质量块对振动周期的影响a. 在弹簧振子上加挂不同质量的质量块，记录振动的时间。
b. 比较不同质量块下的振动周期，探讨质量对振动周期的影响。
Step 4：实验记录和分析要求学生按照实验报告模板的要求，记录实验过程和结果，并分析实验数据，得出结论。
Step 5：实验总结和讨论1. 学生根据实验结果和分析，总结振动的规律和特点。
2. 教师引导学生讨论振动在生活和科学中的应用，并展开相关话题的讨论。
Step 6：作业布置要求学生完成实验报告的撰写，并预习下节课的内容。
教学评价：1. 实验报告的撰写质量；2. 学生在实验中的操作技能和实验数据的准确性；3. 学生对振动概念的理解和应用能力。
机械振动测试与分析.docx机械振动测试与分析.docx
第8章机械振动测试与分析8.1 概述机械振动是自然界、工程技术和日常生活中普遍存在的物理现象。
各种机器、仪器和设备运行时，不可避免地存在着诸如回转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、润滑状况的不良及间隙等原因而引起受力的变动、碰撞和冲击，以及由于使用、运输和外界环境下能量传递、存储和释放都会诱发或激励机械振动。
所以说，任何一台运行着的机器、仪器和设备都存在着振动现象。
在大多数情况下，机械振动是有害的。
振动往往会破坏机器的正常工作和原有性能，振动的动载荷使机器加速失效、缩短使用寿命甚至导致损坏造成事故。
机械振动还直接或间接地产生噪声，恶化环境和劳动条件，危害人类的健康。
因此，要采取适当的措施使机器振动在限定范围之内，以避免危害人类和其他结构。
随着现代工业技术的发展，除了对各种机械设备提出了低振级和低噪声的要求外，还应随时对生产过程或设备进行监测、诊断，对工作环境进行控制，这些都离不开振动测量。
为了提高机械结构的抗振性能，有必要进行机械结构的振动分析和振动设计，找出其薄弱环节，改善其抗振性能。
另外，对于许多承受复杂载荷或本身性质复杂的机械结构的动力学模型及其动力学参数，如阻尼系数、固有频率和边界条件等，目前尚无法用理论公式正确计算，振动试验和测量便是唯一的求解方法。
因此，振动测试在工程技术中起着十分重要的作用。
振动测试的目的，归纳起来主要有以下几个方面：(1) 检查机器运转时的振动特性，以检验产品质量；(2) 测定机械系统的动态响应特性，以便确定机器设备承受振动和冲击的能力，并为产品的改进设计提供依据；(3) 分析振动产生的原因，寻找振源，以便有效地采取减振和隔振措施；(4) 对运动中的机器进行故障监控，以避免重大事故。
一般来讲，振动研究就是对“机械系统”、“激励”和“响应”三者已知其中两个，再求另一个的问题。
振动研究可分为以下三类：(1) 振动分析，即已知激励条件和系统的振动特性，欲求系统的响应；(2) 系统识别，即已知系统的激励条件和系统的响应，要确定系统的特性，这是系统动态响应特性测试问题；(3) 环境预测，即已知系统的振动特性和系统的响应，欲确定系统的激励状态，这是寻求振源的问题。
物理实验技术中机械振动与共振的实验设计
物理实验技术中机械振动与共振的实验设计引言机械振动与共振是物理学中重要的概念，广泛应用于各个领域。
通过实验，我们可以直观地观察和研究机械振动与共振的现象和规律。
本文将介绍一种针对机械振动与共振的实验设计，以帮助学生更好地理解和掌握这一知识。
实验目的通过本实验，旨在让学生了解机械振动与共振的基本原理，掌握相关的实验技术，并能够利用所学知识设计和搭建简单的机械振动与共振实验装置。
实验材料与仪器1. 弹簧线圈：供给振动的弹性体。
2. 铜管：作为振动的载体。
3. 电磁铁：产生驱动力。
4. 音叉：用于产生共振。
5. 示波器：用于观察振动的波形。
6. 音频发生器：控制音叉的频率。
实验方法实验1：机械振动的观察1. 将弹簧线圈固定在铜管的一端，使其能够自由振动。
2. 将铜管的另一端与电磁铁相连，通过激励电流使铜管发生振动。
3. 使用示波器观察振动波形，并记录观察结果。
4. 改变电磁铁的驱动频率，重复步骤3，观察并记录不同频率下的振动波形。
通过这个实验，学生可以直观地观察到机械振动的现象，并通过改变激励频率，了解振动频率与振动波形的关系。
实验2：共振现象的观察1. 将铜管固定在实验台上。
2. 将音叉与铜管的一端相接，并通过音频发生器控制音叉的频率。
3. 调节音频发生器的频率，当音叉的频率接近铜管的固有频率时，观察并记录观察结果。
4. 改变音频发生器的频率，重复步骤3，观察并记录不同频率下的共振现象。
通过这个实验，学生可以观察到共振现象的发生，并了解共振频率与铜管固有频率之间的关系。
实验结果与讨论学生通过实验观察并记录到的数据和现象，可以在报告中进行数据处理和分析。
通过实验结果的讨论，学生可以了解到机械振动的波形、频率和共振的关系，以及其在实际应用中的重要性。
结论通过本实验，学生可以通过亲身实践和直观观察，了解机械振动与共振现象的基本原理和关系。
同时，掌握相关的实验技术和数据处理方法。
这将帮助学生更好地理解和应用机械振动与共振的知识，在相关领域中进行科学研究和实际应用。
机械实验之振动参数的测定
振器能起到隔振作用的最低频率。
2．4 实验操作注意点
1）信号源的输出电流不能太大，一般取在200~300毫安之间，激振头的 最大输入电流为500毫安。
2）由于信号源的粗调旋钮自身比较小，调节比较灵敏，同时信号源显示 又存在一定的迟延，所以很不容易调节，需要特别的耐心
2．5有可能出现的问题
在实验的过程中，有于测振仪自身没有调零功能，因此，有时会出 现零漂较大的情况（达到0.04mm），而主动隔振在加上空气阻尼器的时 候振幅也很小，所以误差相对较大，甚至导致实验失败。
C）绘出振动波形图波峰和波谷的两根包络线，然后设定，并读出个波形所
经历的时间t,量出相距i个周期的两振幅 ， 20 。按公式计算 tgx0d/(x•0nx0)和 n/0
2）用强迫振动法测量
tg
x0d
•
/(x0
nx0)和
n/0
A）加速度传感器置于简支梁上，其输出端接信号采集分析仪，用来测量简支 梁的振动幅值
2．5 实验的其他方法
在测系统的阻尼比时还可以采用放大系数法
在简谐激振力作用
1下，有阻尼单自由度系统的放大系数
为：
共振时， 1/ 2， 1/ 2
即： 1 y静 2 2y动
放大系数 是指激振力作用时的振幅与静力作用时最大位移的比 值，所以有
1
A1 i
3.分析总结
3.1 实验体会
1） 信号发生器在调定到一定的频率微调旋钮由于比较时会发生一些困 难，主要因素如下：
主动隔振效率： 0 2
讨论：1）当 a 1 时， A2 A1 , 1 ,隔振器没有隔振效果
0 时，即 2 共振
2）当
A2 时 A1
，/ 隔0 振器才发生作用
车辆工程专业《机械振动基础》课程教学实践研究
车辆工程专业《机械振动基础》课程教学实践研究1. 引言1.1 研究背景机械振动是车辆工程专业中非常重要的课程之一，其研究内容涉及机械系统的振动特性、振动控制方法以及振动对系统性能的影响等方面。
随着汽车工程的不断发展，对于机械振动基础的研究和教学也越来越受到重视。
传统的教学模式在一定程度上已经不能满足学生学习的需求，因此本课程的教学实践研究显得尤为重要。
在传统的教学中，学生往往只是被passively 接受理论知识，缺乏实际动手操作的机会。
这种教学模式容易造成学生学习兴趣的减退，导致他们对课程的理解和应用能力不足。
我们有必要对机械振动基础课程进行教学实践研究，探索更加有效的教学方法和手段，提高教学效果，从而更好地满足车辆工程专业学生的学习需求。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨在车辆工程专业中《机械振动基础》课程教学实践中如何更有效地提高学生的学习效果和实践能力。
通过深入研究课程内容设计与优化、教学方法与手段改进、教学效果评价、实践案例分析以及教学反思与展望，我们旨在为相关教师提供更有效的教学指导，帮助学生更好地掌握振动基础理论和实践技能，提升他们在车辆工程领域的应用能力和竞争力。
通过本研究，我们也希望能够为未来《机械振动基础》课程的教学改进提供有益的启示，促进该领域教育教学的持续发展和进步。
通过研究教学实践中的挑战和问题，我们可以更好地总结经验教训，提出建设性的改进建议，为未来教学工作提供有益的参考和指导。
1.3 研究意义《机械振动基础》课程在车辆工程专业中具有重要意义。
振动工程是机械工程的重要组成部分，深入研究振动理论对于提高学生的工程素养和解决实际问题具有重要意义。
振动是车辆工程中不可避免的问题，车辆在运行中会受到各种振动的影响，了解振动的原理和特性可以帮助学生更好地设计和改进汽车结构，提高汽车的性能和舒适性。
通过对振动的研究，可以帮助学生了解电动汽车、自动驾驶等新技术在振动方面的应用，拓宽学生的视野。
测量震荡频率的实验步骤与技巧分享
测量震荡频率的实验步骤与技巧分享在物理学实验中，测量震荡频率是一项基础而重要的步骤。
无论是对于机械振动、电磁振荡还是其他类型的振动，准确地测量震荡频率都是了解系统性质和进行相关研究的关键。
本文将分享一些实验步骤和技巧，帮助读者准确测量震荡频率。
一、实验步骤1. 准备实验装置在进行震荡频率实验之前，首先需要准备合适的实验装置。
具体装置的选择和搭建方法与实验对象有关，需要根据实际情况进行选择。
常见的实验装置包括弹簧振子、简谐振子等。
2. 调节实验条件调节实验条件以确保实验的准确性和可重复性。
这包括调节实验装置的初态、确保定标装置的准确度和合适的实验环境等。
对于机械振动实验，可以通过调节弹簧的初始位移和质量等参数来调节实验条件。
3. 开始实验一旦实验装置和条件准备就绪，可以开始进行实验。
具体的实验操作取决于实验装置的特点和目的。
在进行实验时，可以通过记录震荡的周期或者周期数来测量震荡频率。
4. 多次实验取平均值为了提高实验结果的准确性，建议进行多次实验并取平均值。
通过多次实验可以消除误差，并得到更可靠的测量结果。
在进行多次实验时，要确保实验条件和操作尽可能保持一致，以减小误差。
5. 数据分析与处理将实验获得的数据进行分析和处理是确保实验结果可靠性的必要步骤。
可以使用合适的数据处理方法，如计算平均值、标准偏差等。
对于机械振动实验，还可以使用相关的公式和方程进行数据分析。
二、实验技巧1. 准确读数在实验过程中，准确读数是保证实验结果准确性的关键。
使用合适的测量工具，如万用表、电压表等，并确保读数尽可能精确。
如果测量仪器存在模糊不清或者无法准确读数的情况，建议更换或进行修理。
2. 控制实验条件为了减小实验误差，需要控制实验条件。
这包括保持实验环境稳定、降低外界干扰、减小振动系统的摩擦等。
通过控制实验条件可以改善实验结果的准确性和重复性。
3. 注意实验装置的准确度选择和使用合适的实验装置对于测量震荡频率至关重要。
机械工程基础实验
机械工程基础实验概述机械工程基础实验是一门重要的实践课程，旨在培养学生基本的机械工程实验技能和动手能力。
通过本实验的学习，学生能够巩固和应用所学的机械工程理论知识，了解各种机械工程设备和仪器的使用方法，并掌握相关实验技术。
目标本实验旨在达到以下目标：1.培养学生动手能力和实验技能；2.了解各种机械工程设备和仪器的使用方法；3.掌握机械工程实验的基本操作流程；4.学会分析实验数据并撰写实验报告。
实验内容本实验包括以下几个实验项目：1.机械力学实验：通过实验验证力的平衡条件和力的合成、分解原理；2.热力学实验：研究热传导、热辐射、热对流等热现象，并进行相关实验测量；3.流体力学实验：研究流体的静力学和动力学性质，了解流体的压力、流速、流量等基本概念；4.机械振动实验：研究机械振动的特性、振动传递和振动控制等内容。
实验装置与仪器本实验需要使用以下装置和仪器：1.力学实验装置：包括各种力的测量、平衡、合成和分解的装置；2.热力学实验装置：包括温度传感器、热传导板、辐射计等设备；3.流体力学实验装置：包括流体压力计、流量计、流速计等设备；4.机械振动实验装置：包括振动传感器、振动控制装置等设备。
实验步骤与操作以机械力学实验为例，简要介绍实验步骤与操作：1.准备实验装置和仪器，确保其正常工作；2.利用力传感器、力的合成装置等测量力的大小和方向，并记录数据；3.利用力的分解装置，将力分解为其水平和垂直分力，并记录数据；4.验证力的平衡条件，利用平衡装置和力的平衡实验原理；5.分析实验数据，计算力的合成和分解结果，比较与理论值的差异。
实验数据分析与报告撰写完成实验后，学生需要进行实验数据的分析与报告撰写。
分析数据的过程包括以下几个方面：1.将实验数据整理成表格或图形形式；2.通过计算和图形分析，分析实验结果的准确性和可靠性；3.比较实验结果与理论值的差异，探讨可能的误差来源；4.撰写实验报告，包括实验目的、原理介绍、实验步骤与操作、实验数据分析和结论等内容。
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机械振动基础实验实验指导书湖南工程学院机械工程学院2012．9目录振动教学实验系统组成及基本测试仪器的使用 (2)实验一用“双踪示波比较法”测量简谐振动的频率 (11)一、实验目的 (11)二、实验仪器及安装示意图 (11)三、实验原理 (11)四、实验方法及步骤 (12)五、实验结果与分析 (13)实验二简谐振动的振幅的测量 (14)一、实验目的 (14)二、实验仪器及安装示意图 (14)三、实验原理 (14)四、实验方法及步骤 (15)五、实验结果与分析 (15)实验三机械振动系统固有频率测量 (16)一、实验目的 (16)二、实验仪器及安装示意图 (16)三、实验原理 (16)四、实验方法及步骤 (19)五、实验结果与分析 (19)实验四单自由度系统有阻尼受迫振动 (20)一、实验目的 (20)二、实验仪器及安装示意图 (20)三、实验原理 (20)四、实验方法及步骤 (22)五、实验结果与分析 (22)振动教学实验系统组成及基本测试仪器的使用INV1601型振动教学实验系统是一套集成化的振动测试实验系统，主要由三部分组成：1、INV1601T型振动教学实验台（以下简称INV1601T实验台）2、INV1601B型振动教学实验仪（以下简称INV1601B实验仪）及各种传感器3、INV1601型DASP振动教学实验软件（以下简称INV1601型DASP软件）INV1601型振动教学实验系统方框图如下所示：1．INV1601T型振动教学实验台该振动教学实验台主要由弹性体系统、激振系统、隔振系统、阻尼和动力吸振器组成。
弹性体系统包括简支梁、悬臂梁、等强度梁、圆板以及用于组成单自由度、二自由度和多自由度系统模型的质量块和钢丝。
激振系统包括偏心电机激振、接触式激振器、非接触式激振器。
隔振系统采用空气阻尼器进行隔振。
阻尼采用的是油阻尼器。
动力吸振采用的是可拆卸式复式吸振器，同时可以减小四个共振频率。
以下对实验台的一些主要部件作详细说明。
1）偏心电动机和调压器单相交流串激整流式电动机带动偏心质量圆盘转动，偏心质量的离心惯性力产生振动。
电动机采用50Hz单相电源供电，其转速随负载或电源电压的变化而变化。
通过调压器改变电压的方法来调节电动机的转速，使电动机转速可在0~4000转/分的范围内调节。
产生不同频率的激振力。
2）JZ-1型电磁式激振器使用这种激振器时，是将它放置在相对于被测试物体静止的台面上，并将顶杆顶在被测试物体的激振处，顶杆端部与被测试物体之间要有一定的预压力，使顶杆处于限幅器中间。
激振前顶杆应处于振动的平衡位置。
这样激振器的可动部分和固定部分才不发生相应的碰撞。
与电磁式激振器配套使用的仪器有信号发生器、功率放大器和直流稳压电源。
（磁场采用永久磁铁产生时，激振器不需要直流电源。
）信号发生器是产生一定形式、一定频率范围和－定大小振动信号的设备，并向多功能形式发展，即同一信号发生器可产生多种振动信号，如正弦、脉冲、随机和瞬态随机等多种激振信号。
功率放大器是将信号发生器输出的电压信号进行放大，给激振器提供与电压信号成正比的电流，以使电磁式激振器产生符合要求的激振力。
电磁式激振器的优点是能获得较宽频带的激振力，即产生激振力的频率范围较宽。
而可动部分质量较小，从而对被测物体的附加质量和附加刚度较小，使用也方便。
因此，应用比较广泛，但这种激振器的缺点是不能产生太大的激振力。
①技术指标：激振动频率范围：10Hz - 1000Hz最大激振力：200g最大行程：±1.5mm②使用方法：将激振器安装支架固定在实验台基座上，把激振器安装在支架上，并保证激振器顶杆对简支梁有一定的预压力（不要露出激振杆上的红线标识），用专用连接线连接激振器和INV1601B型振动教学实验仪的功放输出接口。
3）INV型磁电式非接触式激振器对于轻型结构、刚度很弱（如薄板）的试件，以能激起试件振动为前提，采用非接触式激振器激振为好。
非接触式激振器主要由磁铁和绕在铁心上的线圈组成。
线圈有两个，一个叫励磁线圈，它通以直流电流，产生恒定的偏置磁场；另一个为驱动线圈，它由外部信号源供给激励信号，当驱动线圈通以交变电流时，磁铁对试件就产生交变的吸力，从而激起试件的振动。
①技术指标：激振力频率范围：10Hz - 1000Hz最大激振力：100g②使用方法：将激振器安装在磁力表座上，根据被激振件的刚度调节激振器与被激振件的间隙。
在做实验时，还要根据被激振件的各阶固有频率随时调节激振器与被激振件的间隙。
激振器连线接到INV1601B型振动教学实验放大仪的功放输出接口。
2．INV1601B型振动教学实验仪性能及各种传感器INV1601B型振动教学实验仪由双通道多功能振动测试仪、扫频信号发生器、功率放大器组成，并集成了数据采集器，可连接压电式加速度传感器、磁电式速度传感器和电涡流传感器，对被测物体的振动加速度、速度和位移进行测量。
可将每个通道所测振动信号转换成与之相对应的0～5VAC电压信号输出，供计算机使用。
扫频信号发生器的输出频率在手动档时，可通过旋钮在0.1～1000Hz范围内连续调节；在自动档时，可从10到1000Hz自动变换，扫频时间可由电位器控制，3s～240s连续可调，激振频率可由液晶显示器显示。
功率放大器可直接与JZ-1型激振器或JZF-1非接触式激振器连接，对物体进行激振，其输出幅度可连续调节。
2.1 使用说明2.1.1 “设置选择及参数选择”旋钮的意义及使用：该旋钮是一个复用钮，既能旋转也可推压。
当左右旋转时，上方的5个指示灯依次点亮。
分别进入“1道”、“2道”、“显示”、“方式”、“扫频”等5个设置状态。
使用推压功能时，则分别进入“1道”、“2道”、“显示”、“方式”、“扫频”5个设置状态的下一级子菜单。
“1道”、“2道”灯亮：表示参数选择进入对1通道或2通道的设置状态。
此时，通过推压该旋钮可以选择加速度计，速度计或位移计测量。
其中，选择加速度计及速度计测量时，通过内部的微积分电路又可分别选择测量加速度，速度或位移。
推压该旋钮时，对应档的灯会点亮。
“显示”灯亮：推压该旋钮时，“Hz”、“mA”、“s”，灯循回点亮，分别表示显示窗内显示的为信号源（即功放）的频率，功放的负载电流或自动扫频时的扫频周期（秒），扫描周期可在3~240秒范围内连续可调。
“方式”灯亮：推压该旋钮时，可选择方式框内“恒压”、“恒流”两方式。
实际上，通过“功率幅度调节”电位器，可随时调节输出功率的大小。
“恒压”、“恒流”方式的意义是：当“功率幅度调节”电位器不动时，用手动或自动方式改变频率，使功率负载上的电流或电压保持恒定。
当功放工作在恒压状态时，采用电压负反馈。
这样，在振动信号的频率发生变化时，功率负载上的电压是恒定的。
在恒流状态时，采用电流负反馈。
当频率变化时，通过功率负载上的电流是恒定的。
这一点很有意义。
因为激振器上输出力的大小，是和流经激振器内线圈中的电流大小成正比的。
也就是说，当频率变化时，只要驱动激振器的电流恒定，那么，激振力也恒定。
根据f=ma，当质量m不变时，只要激振力f保持恒定，那么，加速度也保持恒定。
这样，就可实现恒加速度扫频。
“扫频”灯亮：推压该旋钮时，可选择扫频框内“手动”、“自动”两种方式。
2.1.2 “频率周期及步进”旋钮的意义及使用：该旋钮也是一个复用钮，既能旋转也可推压。
旋转该钮时，可以改变手动扫频时的频率或自动扫频时的扫频周期。
注意：这时，只有在“设置选择及参数选择”旋钮设置在“显示”状态时才可以在面板表头上看到变化的频率或周期值。
推压该钮时，步进值会依次从个位变化到十位，再到百位。
选中的数码管会不断闪动。
步进值在哪位闪动，频率或周期的变化从哪位开始。
注意：该钮还有一个锁定功能。
当持续按压该钮3秒钟，机内的蜂鸣器发出连续两声嘀嘀声，表示锁定功能有效。
这时，“设置选择及参数选择”及“频率周期及步进”两旋钮被锁定。
再持续按压该钮3秒钟，机内的蜂鸣器发出连续两声嘀嘀声，表示解锁成功。
2.2.3 “功率幅度调节”旋钮调整输出功率的大小注意：1. 每次使用完毕，一定要将该旋钮拧到最小。
下次使用时再慢慢拧大。
否则，开机瞬间的巨大冲击，可能会损坏仪器或激振器。
2. 该机的负载是专用的JZ-1型激振器，负载的动圈电阻约10Ω。
3. 功率输出的两根线均是对地浮动的，不能将任意哪根线对地短路。
2.2 模拟输出电压转换成振动工程单位的方法两个测量通道是相同的。
可分别接入加速度传感器，速度传感器及涡流传感器。
测量通道输出的是模拟电压信号，当需要获取振动的工程单位时，需要输入相应的传感器的灵敏度。
当使用加速度传感器时，需要输入加速度计的电荷灵敏度，单位是：pc/m·s-2。
当使用速度传感器时，需要输入速度计的电压灵敏度，单位是：V/mm·s-1。
当使用涡流传感器时，需要输入涡流传感器的电压灵敏度，单位是：mV/μm。
传感器灵敏度为K（如果是电荷型传感器，其灵敏度单位为PC/U，表示每个工程单位CH输出多少PC的电荷，对于压电式力传感器，而且参数表中工程单位设为牛顿N，则此处为PC/N；如是加速度，而且参数表中工程单位设为m/s2，则此处为PC/m/s2；如果是速度传感器，其灵敏度一般表示为mV/cm/s；位移传感器灵敏度一般表示为mV/μm）。
2.3 涡流传感器的连接方法涡流传感器由探头及前置器组成，前置器有三个接线端子：－24V、地及信号输出端。
该三个端子要分别连至仪器的三芯航空插座上。
航空插头的三芯定义是：1脚：－24V（红）2脚：信号输入（兰）3脚：地（屏蔽层）3、INV306U信号采集仪和INV1601型DASP软件INV306U系列信号采集仪为USB接口的便携式采集仪，适用于笔记本计算机、台式机、工控机等具有USB口的计算机。
INV306U采集仪安装在INV1601B型振动教学实验仪内，使系统结构更紧凑，体积更小，重量轻，便于携带。
3.1 INV1601型系统硬件安装连接通过系统配套数据连接线将计算机的USB口和INV1601B型振动教学实验仪后面板上的信号采集仪输出接口进行连接，配套DASP软件系统即可组成一套高性能的振动测试系统。
安装示意如图2：3.2 INV1601型DASP软件系统3.2.1软件简介INV1601型振动与控制教学实验系统（以下简称INV1601型）是用于振动力学和模态实验的教学实验软件系统，可运行在Windows95/98/Me/NT/2000/Xp平台上，进行多通道信号采集和实时分析。
INV1601型DASP软件主要包括DASP单通道、DASP双通道、DASP多通道和DASP 模态教学四个基本部分，以及可以选择的扩展模块和工程测试模块。
INV1601型DASP软件可以实现信号的实时分析，即可以连续不间断地进行信号的采样，并同时进行频谱分析和结果显示，实现了采样、分析和显示示波的同步进行。