实验四 悬臂梁动应变的测定
悬臂梁电阻应变综合测量实验总结与体会
悬臂梁电阻应变综合测量实验总结与体会一、实验目的二、实验原理三、实验步骤四、实验结果与分析五、误差分析六、实验体会一、实验目的本次悬臂梁电阻应变综合测量实验的主要目的是通过对悬臂梁在受力情况下电阻值和应变值的测量，来掌握电阻应变片的基本原理和测量方法，并学习如何进行数据处理和误差分析，提高实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理1. 悬臂梁受力分析在本次实验中，我们使用了一根长度为L，截面积为A，杨氏模量为E 的金属杆作为悬臂梁。
当该杆受到外力F时，由于其自身刚度限制，会发生形变。
此时，在距离支点x处处取一个微小长度dx，在这个微小长度内，由于形变而产生的微小位移dy可以表示为：dy = (F * x / EI) * dx^2其中EI是弯曲刚度系数。
2. 应变计原理应变计是一种利用金属电阻率随应变而发生改变来进行应变测量的传感器。
在本次实验中，我们使用的是电阻应变片。
当应变计受到外力而发生形变时，其内部的电阻值也会随之发生变化。
根据欧姆定律，电阻值和电流、电压之间的关系为：R = V / I由此可以得到应变计输出的电压与其内部电阻值之间的关系：V = R * I在本次实验中，我们使用了一个称为“维氏桥”的电路来测量应变计输出的电压，并通过计算来得到应变值。
三、实验步骤1. 实验器材准备：悬臂梁、应变计、维氏桥等。
2. 实验前准备：将悬臂梁固定在实验台上，并将应变计粘贴在悬臂梁上。
3. 测量初始长度：使用游标卡尺等工具测量悬臂梁初始长度L0。
4. 测量外力：使用天平等工具测量施加在悬臂梁上的外力F。
5. 测量电阻值：通过连接维氏桥和应变计，测量应变计输出的电压，并根据维氏桥的原理得出应变计内部电阻值R。
6. 测量应变值：根据应变计输出的电压和内部电阻值，计算出应变值。
7. 测量位移：通过连接位移传感器等工具，测量悬臂梁在受力情况下的微小位移。
8. 数据处理：根据测量结果，计算出悬臂梁的弯曲刚度系数EI，并绘制出应变与位移、应变与电阻值之间的关系图。
悬臂梁实验报告
实验报告悬臂梁的模态实验姓名： xxx学号： xxx专业： xxx系别： xxx一、试验装置二、实验原理本实验采用锤击法测定悬臂梁的频响函数，将第S 点沿坐标X S 方向作用的锤击力和第r 点沿X r 方向的响应分别由相应的传感器转换为电信号，在由动态分析仪，按照随机振动理论，运算得出r,s 两点间的频响函数rs H ~，∑=+-==ni i i i k i s i r s r rs i k F X H 12)()()(0)21(~~λζλϕϕ （1） 又由于响应信号是加速度，同时圆频率为ω，位移函数,sin t X x ω=其加速度为,sin 22x t X a ωωω-=-=用复数表示后，参照（1）可得到加速度频响函数为：∑=+--=-=ni i i i k i s i r s r a rs i kF X H 12)()()(202)21(~~λζλϕϕωω （2） 由公式（2）可知，当k ωω=时，1=k λ，此时式（2）可近似写为：,22)(~)()()()()()(2kk k s k r k k k sk r k k a rs m i k i H ζϕϕζϕϕωωω-=-== （3） 它对应频响函数a rs H ~的幅频曲线的第k 个峰值，其中在上面（3），k m kk k 2()(ω）式中=为各阶主质量．．．n k ,3,2,1=。
改变s 点的位置，在不同点激振，可以得到不同点与点r之间的频响函数，当s=r 时，就可得到点r 处的原点频响函数，表示为：∑=+--=ni i i i i i r i r a rr i k H 12)()()(2)21(~λζλϕϕω （4） 它的第k 个峰值为：,2)(~)()()(2kk k r k r k k a rr k i H ζϕϕωωω-== （5）由（3）/（5）得到：（6）若另1)(=k rϕ，就可得到：（7）由（7）式，另s=1,2,3，．．．．．．ｎ，就可得到第k 阶主振型的各个元素。
悬臂梁应变测量
悬臂梁应变测量摘要：在航空、机械及材料研究领域中，零件的强度是一个很重要问题。
研究强度问题的途径之一便是实验应力分析。
本课程设计便是利用实验应力分析中的电测法来测定弹性元件等强度悬臂梁在力的作用下产生的应变。
具体方法是通过在悬臂梁上粘贴三个应变片，它们均分布在悬臂梁的上表面上，其中一应变片位于纵向轴的中心线上，其余两个应变片分别位于轴中心线的两侧等距离处，且靠近变动端；然后通过增减砝码的个数改变所加的力，利用数字万用表记录、读取数据。
为了减小实验误差，本实验采用多次测量求平均值的方法，并对实验数据利用Excel进行了拟合，作出了应变片的电阻变化值与载荷之间的关系图，再根据有关公式，最终得出在弹性限度内悬臂梁的应变与它所受到的外力大小成线性关系。
关键词：电测法；应变片；悬臂梁；数字万用表引言研究强度问题可以有两种途径，即理论分析和实验应力分析。
实验应力分析是用实验方法来分析和确定受力构件的应力、应变状态的一门科学，通过实验应力分析可以检验和提高设计质量、工程结构的安全性和可靠性，并且可以达到减少材料消耗、降低生产成本和节约能源的要求。
实验应力分析的方法很多，有电测法、光测法、机械测量方法等。
本实验主要是利用电测法。
电测法有电阻、电容、电感测试等多种方法，其中以电阻应变测量方法应用较为普遍。
电阻应变测量方法是用电阻应变片测定构件表面的应变，再根据应变--应力关系确定构件表面应力状态。
工程中常用此方法来测量模型或实物表面不同点的应力，它具有较高的灵敏度和精度。
由于输出的是电信号，易于实现测量数字化和自动化，并可进行遥测。
电阻应变测量可以在高温、高压、高速旋转、强磁场、液下等特殊条件下进行，此外还可以对动态应力进行测量。
由于电阻应变片具有体积小、质量轻、价格便宜等优点，且电阻应变测试方法具有实时性、现场性，因此它已成为实验应力分析中应用最广的一种方法。
它的主要缺点就是，一个电阻应变片只能测量构件表面一个点在某一个方向的应变，不能进行全域性的测量]1[。
悬臂梁振动参数测试实验
悬臂梁振动参数测试实验悬臂梁是一种常见的结构，广泛应用于工程领域。
在实际应用中，悬臂梁的振动参数对结构的稳定性和性能有重要影响。
因此，进行悬臂梁振动参数测试实验具有重要意义。
悬臂梁的振动参数主要包括自然频率、阻尼比和模态形态等。
自然频率是指悬臂梁在无外界力作用下固有振动的频率。
阻尼比是描述悬臂梁振动衰减速度的参数。
模态形态是指悬臂梁不同振型下的振动特征。
悬臂梁的振动参数测试实验可以通过使用加速度传感器和激励源等测量设备进行。
实验流程如下：首先，确定悬臂梁的几何尺寸和材料参数。
将悬臂梁固定在实验平台上，并保证其支座位置与实际使用条件相同。
接下来，以悬臂梁的自然频率为目标进行实验。
采用激励源施加不同频率的激励信号，并通过加速度传感器测量相应的振动响应。
利用悬臂梁的振幅-频率响应曲线，可以得到悬臂梁的自然频率。
然后，以阻尼比为目标进行实验。
在悬臂梁上施加周期性激励信号，在加速度传感器的测量下获取悬臂梁的振动响应。
利用悬臂梁的振幅-时间曲线，可以计算出悬臂梁的阻尼比。
最后，以模态形态为目标进行实验。
通过在悬臂梁不同位置施加冲击或连续激励信号，可以观察到悬臂梁的振动模态。
利用高速摄像机或激光干涉仪等设备，可以记录下悬臂梁不同振型的形态，从而得到悬臂梁的模态形态。
实验完成后，可以对悬臂梁的振动参数进行分析和评价。
如果实测值与设计值或理论值相符，则说明实验结果准确可靠；如果存在较大偏差，则可能需要重新检查实验方法或设计参数。
总之，悬臂梁振动参数测试实验是一个关键的工程实验，可以用于评估和改进悬臂梁的振动性能。
通过合理设计实验方案和选用合适的测量设备，可以得到准确的振动参数，为悬臂梁的设计和应用提供有力支持。
悬臂梁应变测量
悬臂梁应变测量一、实验目的：1、掌握应变片传感器的贴片技术。
并进行操作。
2、进一步地对课堂上所学习的电阻应变片传感器的工作原理、结构、种类、应变片的工作特性等问题深入探讨。
3、进一步掌握等强度悬臂梁式弹性元件的原理、结构及特点。
4、了解静态电阻应变仪的原理及使用方法。
5、测定静态应变参数。
二、实验仪器：1、TJ—1型高级不锈钢等强度梁一套。
2、8120型丝式电阻应变片若干（包括连接导线）。
3、YJB—1A型静态电阻应变仪一台。
4、P20RC—B预调平衡箱一台。
三、实验步骤：1、贴片：（1）贴片要求表面光洁度达到▽▽6。
太光滑时用细纱布打毛。
不够光洁时也要用细纱布磨平。
（2）表面清洁处理：用细纱布祛除表面绣渍，并用四氯化碳或丙酮清除表面油污。
并用白纱布擦干净。
（3）贴片方法：将502胶滴在处理好的粘合面上（用胶不宜多，胶层厚度最好在0.1mm以下。
过厚强度反而下降），用干燥的玻璃棒摊平，然后将应变片贴于上胶的梁上，稍施加接触压力即可。
如需要重新粘贴，则需要用丙酮溶剂将胶层除掉，再重复上述操作。
（4）防潮处理：胶水有吸潮能力，因此在贴片表面涂布一层石蜡或凡士林作为防潮剂。
（5）检查贴片质量，对于不合格的贴片重新粘贴。
（6）在室温中干燥。
（放置24小时）2、静态参数测定：（1）电阻应变仪已经处于工作状态，它的（测量Ⅲ）（测量Ⅰ）挡的灵敏度调节电位器，都已在精度允许的误差范围内。
（2）接桥：在静态应变测量中，测量桥通常采用半桥接法：在A B接线柱之间接测量片，B C之间接补偿片。
测量桥接线图如下：（3）读数方法：加载后，指示电表偏出±10µε分度时，估计应变大小调节读数桥各挡使指针回到±10µε分度之内，从Х1000µε，Х100µε，Х10µε指示盘上以及电表上偏转数就可读出应变值。
（4）开机过程：1）在开机之前首先检查表头，电感分压器读数盘是否都在零点位置。
悬臂梁应变测量
悬臂梁应变测量摘要：在航空、机械及材料研究领域中，零件的强度是一个很重要问题。
研究强度问题的途径之一便是实验应力分析。
本课程设计便是利用实验应力分析中的电测法来测定弹性元件等强度悬臂梁在力的作用下产生的应变。
具体方法是通过在悬臂梁上粘贴三个应变片，它们均分布在悬臂梁的上表面上，其中一应变片位于纵向轴的中心线上，其余两个应变片分别位于轴中心线的两侧等距离处，且靠近变动端；然后通过增减砝码的个数改变所加的力，利用数字万用表记录、读取数据。
为了减小实验误差，本实验采用多次测量求平均值的方法，并对实验数据利用Excel进行了拟合，作出了应变片的电阻变化值与载荷之间的关系图，再根据有关公式，最终得出在弹性限度内悬臂梁的应变与它所受到的外力大小成线性关系。
关键词：电测法；应变片；悬臂梁；数字万用表引言研究强度问题可以有两种途径，即理论分析和实验应力分析。
实验应力分析是用实验方法来分析和确定受力构件的应力、应变状态的一门科学，通过实验应力分析可以检验和提高设计质量、工程结构的安全性和可靠性，并且可以达到减少材料消耗、降低生产成本和节约能源的要求。
实验应力分析的方法很多，有电测法、光测法、机械测量方法等。
本实验主要是利用电测法。
电测法有电阻、电容、电感测试等多种方法，其中以电阻应变测量方法应用较为普遍。
电阻应变测量方法是用电阻应变片测定构件表面的应变，再根据应变--应力关系确定构件表面应力状态。
工程中常用此方法来测量模型或实物表面不同点的应力，它具有较高的灵敏度和精度。
由于输出的是电信号，易于实现测量数字化和自动化，并可进行遥测。
电阻应变测量可以在高温、高压、高速旋转、强磁场、液下等特殊条件下进行，此外还可以对动态应力进行测量。
由于电阻应变片具有体积小、质量轻、价格便宜等优点，且电阻应变测试方法具有实时性、现场性，因此它已成为实验应力分析中应用最广的一种方法。
它的主要缺点就是，一个电阻应变片只能测量构件表面一个点在某一个方向的应变，不能进行全域性的测量]1[。
悬臂梁在动态力作用下梁身应变测试19页PPT
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36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
悬臂梁在动态力作用下梁身应变测试
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
实验四 悬臂梁弯曲实验
实验四悬臂梁弯曲实验一、电阻应变仪各种不同规格及各种品种的电阻应变计现在有二万多种，测量仪器也有数百余种，但按其作用原理，电阻应变测量系统可看成由电阻应变计、电阻应变仪及记录器三部分组成。
其中电阻应变计可将构件的应变转换为电阻变化。
电阻应变仪将此电阻变化转换为电压（或电流）的变化，并进行放大，然后转换成应变数值。
其中电阻变化转换成电压（或电流）信号主要是通过应变电桥(惠斯顿电桥)来实现的，下面简要介绍电桥原理。
1、应变电桥应变电桥一般分为直流电桥和交流电桥两种，本篇只介绍直流电桥。
电桥原理图所示，它由电阻R1、R2、R3、R4组成四个桥臂，AC两点接供桥电压U。
图中U BD是电桥的输出电压，下面讨论输出电压与电阻间的关系。
通过ABC的电流为：I1=U/(R2+ R1)通过ADC的电流为：I2=U/(R3+ R4)BD二点的电位差U BD= I1R2-I2R3=（R2R4-R1R3）U /(R2+ R1)(R3+ R4) 当U BD=0,即电桥平衡。
由此得到电桥平衡条件为：R1 R3 =R2R4如果R1 =R2 =R3 =R4 =R，而其中一个R有电阻增量，式中2ΔR 与4R相比为高阶微量，可略去，上式化为如果R1 =R2 =R3 =R4为电阻应变计并受力变形后产生的电阻增量为、、、代入式中，计算中略去高阶微量，可得将式代入上式可得电桥可把应变计感受到的应变转变成电压（或电流）信号，但是这一信号非常微弱，所以要进行放大，然后把放大了的信号再用应变表示出来，这就是电阻应变仪的工作原理。
电阻应变仪按测量应变的频率可分为：静态电阻应变仪、静动态电阻应变仪、动态电阻应变仪和超动态电阻应变仪，下面我们简要介绍常用的静态电阻应变仪中的一种应变仪--数字电阻应变仪。
二、测量电桥的接法各种应变计和传感器通常需采用某种测量电路接入测量仪表，测量其输出信号。
对于电阻应变计或者电阻应变计式传感器，通常采用电桥测量电路，将应变计引起电阻变化转换为电压信号或电流信号。
悬臂梁实验报告
悬臂梁实验报告悬臂梁实验报告引言：悬臂梁是工程力学中常见的结构之一，广泛应用于桥梁、建筑和机械工程等领域。
本实验旨在通过悬臂梁的静力学实验，研究其受力特性和变形规律。
通过实验数据的采集和分析，可以进一步了解悬臂梁的力学性能，为工程实践提供参考。
实验装置：本次实验使用的悬臂梁实验装置由一根长而细的横梁固定在一端，另一端悬空，形成一个悬臂结构。
实验中使用了称重传感器、测力计、测量仪器等设备，用于测量悬臂梁的受力情况。
实验过程：1. 在实验开始前，首先将悬臂梁装置固定在实验台上，并保证其水平。
2. 将称重传感器安装在悬臂梁上，用于测量悬臂梁的受力。
3. 使用测力计测量悬臂梁上的外力，包括静力和动力。
4. 通过测量仪器记录悬臂梁的变形情况，包括挠度和角度。
5. 逐步增加悬臂梁上的外力，记录相应的受力和变形数据。
实验结果：通过实验数据的采集和分析，我们得到了以下结果：1. 受力特性：随着外力的增加，悬臂梁上的受力呈线性增长。
在小负荷情况下，悬臂梁的受力主要集中在固定端，随着外力的增加，受力逐渐向悬臂端转移。
当外力达到一定阈值时，悬臂梁会发生破坏。
2. 变形规律：悬臂梁在受力过程中会发生挠度和角度变化。
挠度是指悬臂梁在受力下产生的弯曲变形，随着外力的增加，挠度逐渐增大。
角度变化则是指悬臂梁在受力下产生的转动变形，同样随着外力的增加，角度变化逐渐增大。
3. 影响因素：悬臂梁的受力和变形受多种因素影响，包括外力的大小、悬臂梁的材料性质、悬臂梁的几何形状等。
在实验中，我们可以通过改变这些因素来研究其对悬臂梁性能的影响。
结论：通过本次实验，我们深入了解了悬臂梁的受力特性和变形规律。
悬臂梁在受力过程中呈现出线性增长的受力特性，同时产生挠度和角度变化。
这些实验结果对于工程实践具有重要意义，可以为桥梁、建筑和机械工程等领域的设计和施工提供参考。
未来研究方向：本实验只是对悬臂梁的基本受力特性和变形规律进行了研究，还有许多方面有待深入探索。
悬臂梁的振动模态实验报告
悬臂梁的振动模态实验报告悬臂梁是一种常见的结构，广泛应用于工程中。
在实际应用中，悬臂梁的振动特性是非常重要的，因为它会对悬臂梁结构的稳定性和安全性产生影响。
因此，了解悬臂梁的振动模态是一项必要的研究任务。
本次实验旨在通过实验方法测量和分析悬臂梁的振动模态，并探究不同参数对振动模态的影响。
实验过程中使用的设备和仪器包括悬挂系统、激励源、传感器、数据采集系统等。
实验步骤如下：1.悬挂梁结构：将悬挂系统固定在实验室的支架上，确保悬臂梁能够在完全自由的情况下自由振动。
2.激励源：将激励源与悬挂梁连接，通过激励源提供外力。
3.传感器：在悬臂梁上选择合适的位置安装传感器，用于测量悬臂梁的振动信号。
4.数据采集系统：将传感器与数据采集系统相连，用于实时采集和记录振动信号。
5.实施实验：通过激励源提供激励力，使悬臂梁产生振动，并同时记录悬挂梁的振动信号。
6.数据处理：通过数据采集系统获得的数据，使用相应的信号处理技术对振动信号进行处理，得到振动模态的相关参数。
7.结果分析：根据实验结果，分析悬臂梁的振动特性和模态，并探究不同参数对振动模态的影响。
通过以上实验步骤，我们可以获得悬臂梁的振动模态，并了解不同参数对振动模态的影响。
实验结果有助于工程设计中的结构设计和改进。
在实验过程中，我们还需要注意以下几个方面的问题：1.悬挂系统的稳定性和刚度：确保悬挂系统能够提供稳定的支撑，并且具有足够的刚度，以保证悬臂梁在振动过程中不会产生偏差。
2.激励源的选取：根据实际需求和悬臂梁的特性，选择合适的激励源，以提供适当的激励力。
3.传感器的准确性：选择合适的传感器，并保证传感器的准确性和灵敏度，以获得准确的振动信号。
4.数据采集和处理的准确性：使用合适的数据采集系统和信号处理技术，以保证数据采集和处理的准确性。
总之，通过本次实验，我们可以深入了解悬臂梁的振动模态，并探究不同参数对振动模态的影响。
这对于工程设计和结构改进具有重要意义，可以提高悬臂梁结构的稳定性和安全性。
实验四 悬臂梁动态特性参数的测试
实验四悬臂梁动态特性参数的测试梁振动在工程问题中经常遇到，如旋转机械的转子、叶片、飞行器、高层建筑等等，往往以梁振动为其主要的振动形式。
悬臂梁是一种一端固定一端自由的梁。
它的结构简单，在工程实际中有较多的应用。
除用作工程构件外，机械加工中的刀杆、测量传感器中的弹性元件等，也都采用悬臂梁形式。
本实验用“机械阻抗”或称“频率响应“方法，测量悬臂梁的固有频率、阻尼比和振型等动态特性参数。
由于在结构动态特性的测试中，激励方式通常有稳态正弦激振、随机激振和瞬态激振三类，所以实验可分别采用这三类方式进行。
实际实验只做稳态正弦激振一类。
一．实验目的1．掌握用稳态正弦激振进行机械阻抗测试的仪器组合及使用方法。
2．了解机械阻抗数据的分析处理方法。
3．测出悬臂梁的固有频率、阻尼比。
二．实验原理稳态正弦激振是对试件施加一个稳定的单一频率的正弦激振力，在试件达到稳定状态后，测定振动响应与正弦力的幅值比及相位差。
幅值比为该激振频率时的幅频特性值，相位差为该激振频率时的相频特性值。
为了测得整个频率范围内的频率响应，必须无级或有级地改变正弦激振力的频率，这一过程称为频率扫描或扫频过程。
频率扫描可以用手动或自动方式实现。
在扫描过程中，必须采用足够缓慢的扫描速度，以保证测试、分析仪器有足够的响应时间和使被测试件能够处于稳态振动状态。
对于小阻尼系统，这点尤为重要。
正弦激振力一般由正弦信号发生器产生电信号，经功率放大后送给激振器，激振器便输出一正弦力作用于试件。
在特殊情况下，也可以选用电液或机械激振设备产生正弦力。
对于激振力的幅值，可进行恒力控制，其方法是采用高阻抗输出的功率放大器，送恒定电流给激振器来实现恒力，或通过检测到的力信号反馈到激振信号中，进行“压缩”控制实现恒力。
试件的振动响应，一般用测振传感器及仪器测量。
本实验的仪器组合框图如图4-1所示。
由低频信号发生器、功率放大器和激振器组成正弦激振系统。
用压电式加速度计、阻抗变换器、六线测振仪来检测试件的振动响应。
等强度悬臂梁应变参数测定
等强度悬臂梁应变参数测定等强度悬臂梁是指材料性质相同的不同形状的悬臂梁，在受到相同载荷作用下，其内部的应力分布相同。
该构件的应变参数测定是为了确定其内部的应力状态，从而进一步分析结构的安全性能。
本文介绍等强度悬臂梁应变参数测定的方案和步骤。
一、实验原理等强度悬臂梁应变参数测定采用电阻应变计技术，该技术是通过将电阻应变计粘贴在试件表面，利用应变对电阻值的影响来测量试件表面的应变值。
电阻应变计输出的电信号经过放大、滤波、放大等处理后，可以转换为应变值。
二、实验设备1、等强度悬臂梁试件。
2、电阻应变计、导线、接线盒、数据采集器等实验设备。
3、剪应变仪用于提取试件应变计的标定参考值。
4、计算机和数据处理软件用于数据采集和分析。
三、实验步骤1、试件准备a、选取长度满足悬臂梁学理论的尺寸，并确保试件材料性质相同。
b、试件表面进行粗糙度处理，以加强应变计的黏贴效果。
c、将电阻应变计粘贴在试件表面，然后按照厂家提供的说明书将应变计连接到数据采集仪器上。
2、标定应变计a、使用剪应变仪沿着悬臂梁的不同位置进行剪应变测量，以确定应变计的标定值。
3、加载试件a、安装荷载装置并调整荷载值，可通过观察数据采集软件中实时显示的应变数据和轴向变形等数据，检查试件是否出现应力分布不均、剪切振动等复杂情况。
b、根据需要，调整荷载值，当达到最大荷载时，记录其伴随的应变和变形等参数。
4、数据采集和分析a、将数据采集仪器中记录的数值转存到计算机上。
b、对数据进行去噪、滤波、放大等处理。
c、按照悬臂梁学理论，利用测量得到的应变等参数计算出应力和变形等参数。
d、通过对比试验结果，检查等强度悬臂梁的应力分布是否均匀，从而确认结构安全性。
四、实验注意事项1、确保温度和湿度稳定，避免影响应变计的工作效果。
3、应变计的标定值要准确，避免测量误差对试验结果的影响。
4、严格控制荷载速度和大小，避免试验过程中试件的破坏。
5、应及时对试件进行维护和保养，以确保其长期的使用寿命和测试精度。
实验四 悬臂梁动应变的测定
实验四悬臂梁动应变的测定
一：实验目的
熟悉DHDAS(5935N-1394)动态电阻应变仪，掌握悬臂梁动应变的测量方法
二：实验设备及仪表
（1）DHDAS(5935N-1394)动态电阻应变仪；
（2）扭转悬臂梁；
（3）待测电阻应变片。
三：实验方法
（1）在扭转悬臂梁上沿轴向准确贴好应变片。
（2）用半桥梁将应变片接入DH3817动态电阻应变仪
ε计（梁的材料（3）给梁逐级加砝码，使梁振动，由给梁所加重量换算出已知应变
弹性模量已知）；
ε仪记入表格。
（4）由应变仪测取每级荷载下的应变值
四：实验数据处理
h=7mm l=280mm b=28mm G=210GPa
五：结论
通过该实验掌握了DHDAS(5935N-1394)动态电阻应变仪的使用方法，熟悉了实验
过程，为下面实验的动态分析打下了良好的实验基础。
(参考资料)悬臂梁振动参数测试实验
= ln
Mi Mi+n源自= ln0.22 0.17
= 0.258
再将δn = 0.258 代入 式得
ξ=
δn2
δ
2 n
+
4π
2n2
=
0.2582 0.2582 + 4 ×π 2 × 72
= 5.869 ×10−3
即得到梁的阻尼比ξ ≈ 0.587% 2.用频域 率谱曲线确定梁的ωn 和ξ
悬臂梁的频域 率谱曲线如图 5 所示
式中 E ——梁的弹性模量 I0 ——梁横截面惯性矩 L ——悬臂梁长度 S ——梁的横截面积 A ——振型常数 A = 3.52 一阶 ρ ——梁材料单位体积质量
五 悬臂梁振动参数的测试
图 1 实验测试悬臂梁
图 2 测试实验 场
1.用时域波形曲线确定梁的ωn 和ξ 由实验测量信号分析软件如 图 3 所示
自由共振法
1.时域法测梁的振动频率和阻尼
本实验中，圆频率
当ξ 很小时，有
中，正 由测量得到 所示，当ξ 很小时，有
1 定ωn ≈ ωd 2 确定ξ
ωd = ωn 1− ξ 2 ωd ≈ ωn , ωd =2π / T
ξ=
δ
2 n
δn2 + 4π 2n2
δn
=
ln
Mi M i+n
2.频域法测梁的振动频率 阻尼
用频域率谱曲线确定梁的用频域率谱曲线确定梁的和和n悬臂梁的频域率谱曲线如图5所示图5悬臂梁的频域率谱曲线由图5知频域梁的振动频率?4156hz频再结合式得2?f241562610radsnr频按照实验骤分取共振峰两侧得到1和2如图5中所示得4141rads14188rads2将12和n代入式得?4188?4141210000922261n即频域计算得梁的振动频率?4156hz阻尼比约009时域法相比阻尼比差距较大应该以时域法测的的阻尼比准频域法a测量时由于软件分辨率的限制能准确定位r的位置故测量误差较大2理论式计算结果相比较理论式计算结果相比较分析误差产生的原因分析误差产生的原因理论式计算结果相比较理论式计算结果相比较分析误差产生的原因分析误差产生的原因本振动实验中选用的悬臂梁材料45钢物理尺参数如l悬臂梁长度l232cmb悬臂梁宽度b3cmh悬臂梁厚度h03cms梁的横截面积e梁的弹性模量e200gpai30梁横截面惯性矩ib?h120a振型常数a352一阶33梁材料单位体积质量789x10kgm将以各参数代入式计算得90030003320010aei352012fn2hz2345383hz2ls20232789100030003即理论式计算得到悬臂梁的固有频率f454hzn显然理论计算所得的梁的固有频率大于由时域波形曲线计算的固有频率即f453hzf4156hzn时误差产生的原因有多方面分析如a实验仪器存在误差本实验采用的是速度计作传感器由于长时间使用传感器没有经过重新标定和校固定端牢固或是固定没放整都有能导致振动信号采集时产生误差使得采集信号波形在周期幅值和相位方面存在一定的偏差进而影响到实验结果外振动信号分析软件的设置偏差也会实验分析结果产生影响b实验过程中的人操作误差本实验要是锤击法测试在锤击悬臂梁时由于锤击的力量和方向当或没及时抽开锤子在击打梁时产生突变振动使采集到的信号发生涉从而影响了信号分析结果产生误差干境影响误差整个实验仪器连接放置在室温境的小实验室中由于实验组成员讨论喧哗产生的声音以及来回走动地板产生的振动都会在一定程度涉和影响振动信号采集的质量从而影响到分析结果的准备性
悬臂梁的振动模态实验报告
实验 等截面悬臂梁模态测试实验一、 实验目的1. 熟悉模态分析原理；2. 掌握悬臂梁的测试过程。
二、 实验原理1. 模态分析基本原理理论上，连续弹性体梁有无限多个自由度，因此需要无限多个连续模型才能描述，但是在实际操作中可以将连续弹性体梁分为n 个集中质量来研究。
简化之后的模型中有n 个集中质量，一般就有n 个自由度，系统的运动方程是n 个二阶互相耦合（联立）的常微分方程。
这就是说梁可以用一种“模态模型”来描述其动态响应。
模态分析的实质，是一种坐标转换。
其目的在于把原在物理坐标系统中描述的响应向量，放到所谓“模态坐标系统”中来描述。
这一坐标系统的每一个基向量恰是振动系统的一个特征向量。
也就是说在这个坐标下，振动方程是一组互无耦合的方程，分别描述振动系统的各阶振动形式，每个坐标均可单独求解，得到系统的某阶结构参数。
多次锤击各点，通过仪器记录传感器与力锤的信号，计算得到第ｉ个激励点与定响应点（例如点2）之间的传递函数H i (ω)，从而得到频率响应函数矩阵中的一行频响函数的任一行包含所有模态参数，而该行的r 阶模态的频响函数 的比值，即为r 阶模态的振型。
2. 激励方法为进行模态分析，首先要测得激振力及相应的响应信号，进行传递函数分析。
传递函数分析实质上就是机械导纳，i 和j 两点之间的传递函数表示在[]∑==Nr iN ri ri r H H H 121...[]Nr r r Nr rr r irk c j m ϕϕϕωωϕ (2112)∑=++-=[]{}[]Tr ir Nr r iN i i Y H H H ϕϕ∑==121...j点作用单位力时，在i点所引起的响应。
要得到i和j点之间的传递导纳，只要在j点加一个频率为ω的正弦的力信号激振，而在i点测量其引起的响应，就可得到计算传递函数曲线上的一个点。
如果ω是连续变化的，分别测得其相应的响应，就可以得到传递函数曲线。
根据模态分析的原理，我们要测得传递函数矩阵中的任一行或任一列，由此可采用不同的测试方法。
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实验四悬臂梁动应变的测定
一：实验目的
熟悉DHDAS(5935N-1394)动态电阻应变仪，掌握悬臂梁动应变的测量方法
二：实验设备及仪表
（1）DHDAS(5935N-1394)动态电阻应变仪；
（2）扭转悬臂梁；
（3）待测电阻应变片。
三：实验方法
（1）在扭转悬臂梁上沿轴向准确贴好应变片。
（2）用半桥梁将应变片接入DH3817动态电阻应变仪
ε计（梁的材料（3）给梁逐级加砝码，使梁振动，由给梁所加重量换算出已知应变
弹性模量已知）；
ε仪记入表格。
（4）由应变仪测取每级荷载下的应变值
四：实验数据处理
h=7mm l=280mm b=28mm G=210GPa
五：结论
通过该实验掌握了DHDAS(5935N-1394)动态电阻应变仪的使用方法，熟悉了实验
过程，为下面实验的动态分析打下了良好的实验基础。