扭转振动测试的实验研究

扭转实验报告

扭转实验报告
目录
1. 标题
1.1 概述
1.2 背景
2. 实验设计
2.1 实验目的
2.2 实验材料
2.3 实验步骤
2.4 实验结果
3. 结论
3.1 总结
3.2 展望
概述
本实验报告旨在讨论扭转实验的设计与结果。

扭转实验是一项常见的科学实验，旨在验证某种理论或假设。

通过实验，科学家们可以检验他们的研究假设，并从中获取有益的信息。

背景
扭转实验在科学研究中占据重要地位，其过程严谨而详尽。

通过扭转实验，科学家可以验证其研究假设的正确性，为进一步研究提供基础。

实验设计
实验目的
扭转实验的目的是验证特定理论或假设的有效性，并获取实验证据。

实验材料
实验所需材料包括实验装置、样本等。

实验步骤
1. 准备实验装置并调试。

2. 收集所需样本并进行前期处理。

3. 进行实验操作并记录数据。

4. 分析数据并得出结论。

实验结果
实验结果表明……
结论
总结
本次扭转实验验证了研究假设的有效性，结果具有重要的科学意义。

展望
未来可以进一步深入研究扭转实验的应用，探索更广泛的科学领域。

扭转实验的实验报告

引言概述：本文是《扭转实验的实验报告（二）》。

扭转实验是一种用于研究材料的力学性质的实验方法。

在本次实验中，我们通过对不同材料的扭转实验进行了测试和分析，并总结了实验结果，以期进一步了解材料的力学性能和变形行为。

正文内容：一、实验目的：1.1研究不同材料在扭转载荷下的力学性能；1.2分析不同材料在扭转载荷下的变形行为；1.3比较不同材料的扭转刚度和扭转强度。

二、实验装置和材料：2.1实验装置：我们使用了一台扭转试验机进行实验。

该试验机能够提供控制扭转载荷的功能，并能够测量样品的扭转角度和扭矩；2.2实验材料：我们选择了不同种类的材料进行实验，包括金属材料、塑料材料和复合材料等。

三、实验方法：3.1样品制备：我们按照一定规格和尺寸制备了不同材料的样品。

样品的形状和尺寸应符合国际标准，以保证实验结果的可比性；3.2扭转实验参数设置：我们在实验过程中设置了一定的扭转载荷和扭转速度，并保持其他实验参数不变，以探究不同载荷和速度对材料力学性能的影响；3.3数据采集和分析：我们使用实验装置提供的数据采集系统记录样品的扭转角度和扭矩，并进行数据分析和统计。

四、实验结果：4.1不同材料的扭转刚度比较：我们对不同材料的扭转刚度进行了比较。

实验结果显示，金属材料具有较高的扭转刚度，而塑料材料和复合材料的扭转刚度较低；4.2不同材料的扭转强度比较：我们对不同材料的扭转强度进行了比较。

实验结果显示，金属材料具有较高的扭转强度，而塑料材料和复合材料的扭转强度较低；4.3不同材料的变形行为分析：我们对不同材料在扭转载荷下的变形行为进行了分析。

实验结果显示，金属材料变形较小且具有较高的弹性恢复性，而塑料材料和复合材料的变形较大且难以恢复；4.4不同材料的破坏形态观察：我们对不同材料在扭转载荷下的破坏形态进行了观察。

实验结果显示，金属材料在破坏前具有明显的塑性变形，而塑料材料和复合材料的破坏形态主要表现为断裂；4.5材料力学性能与组织结构的关系：我们分析了材料力学性能与其组织结构之间的关系。

LMS扭转振动测试分析解决方案

rpm
Amplitude
0.11
0.10 0.09
频谱特性分析
0.08
0.07
0.06
Amplitude °
Amplitude Amplitude
rpm Amplitude
0.90 0.80
各主要阶次成分
0.70 0.60
随转速的变化
0.50
瞬态转速随时间或旋转角度的变化
0.05 0.04 0.03 0.02
LMS扭转振动测试分析解决方案
扭振产生的根源旋转机械的交变载荷或不平衡
▪ 由旋转机械动平衡问题或载荷交变所产生的惯性
力矩所造成： ▪ 本质上是周期性的扭矩不平衡 ▪ 表现为传动轴转速的瞬态波动及不规则动态扭转 ▪ 扭振大小随转速变化 ▪ 较大的扭振会由动态剪切应力造成轴的疲劳断裂
应用领域： • 船用柴油机 • 电机（启动过程） • 汽车/卡车 • 飞机螺旋桨 • ….
✓ 无脉冲信号的幅值/波形信息 ✓ 误差 ~ 1/ 时钟频率 ✓ 误差 ~ 每转脉冲数（各转速） ✓ 误差 ~ 每转脉冲数确定后的瞬态转速精度 ✓ 对噪声污染敏感
620c2o0py/1ri1g/h3t0LMS International - 2005
✓ 滤除高频干扰成分 ✓ 得到精确的波形信息 ✓ 在采样点间数字化重建波形的过零位 ✓ 误差 ~ ADC 分辨率
2020/11/30
扭振测试原理
Amplitude
Pulse type signals Proximity probe
Shaft 1 Shaft 2
Accelerometers
2020/11/30
▪ 将脉冲信号在时域进行记录，并在线计
算得到每个脉冲间的瞬态转动速度，得到瞬态转速时域波形

船舶柴油机的轴系扭转振动的分析与研究

船舶柴油机的轴系扭转振动的分析与研究【摘要】本文通过一些国内因轴系扭转振动而引起的断轴断桨的事故实例，来分析引起轴系扭转振动的主要原因，分析扭振主要特性，并提取一些减振和防振的基本控制措施。

【关键词】船舶柴油机轴系扭振危害分析措施在现代船舶机械工程中，船舶柴油机轴系扭转振动已经成为一个很普遍的问题，它是引起船舶动力装置故障的一个很常见的原因，国内外因轴系扭转而引起的断轴断桨的事故也屡见不鲜，随着科学水平的提高和航运业的发展，人们越来越重视船舶柴油机组的轴系扭转振动，我国《长江水系钢质船舶建造规范》和《钢质海船入级与建造规范》（简称《钢规》）和也均规定了在设计和制造船舶过程中，必须要向船级社呈报柴油机组的轴系扭转振动测量和计算报告，以此来表明轴系扭转振动的有关测量特性指标均在“规范”的允许范围内。

1 船舶柴油机轴系扭转振动现象简介凡具有弹性与惯性的物体，在外力作用下都能产生振动现象。

它在机械，建筑，电工，土木等工程中非常普遍的存在着。

振动是一种周期性的运动，在许多场合下以谐振的形式出现的，船舶振动按其特点和形式可分为三种，船体振动，机械设备及仪器仪表振动，和轴系振动。

船舶柴油机轴系振动按其形式可分为三种：扭转振动，纵向振动，横向振动。

柴油机扭转振动主要是由气缸内燃气压力周期性变化引起的，它的主要表现是轴系上各质点围绕轴系的旋转方向来回不停的扭摆，各轴段产生不相同的扭角。

纵向振动主要是由螺旋桨周期性的推力所引起的。

横向振动主要是由转抽的不平衡，如螺旋桨的悬重以及伴流不均匀产生的推力不均匀等的力的合成。

船舶由于振动引起的危害不但可以产生噪音，严重影响旅客和船员休息，还会造成仪器和仪表的损害，严重的时候甚至出现船体裂缝断轴断桨等海损事故，直接影响船舶的航行安全。

而在船舶柴油机轴系的三种振动中，产生危害最大的便是扭转振动，因扭转振动而引起的海损事故也最多，因此对扭转振动的研究也最多。

而且当柴油机轴系出现扭转振动时，一般情况下，船上不一定有振动的不适感，因此这种振动也是最容易被忽视的一种振动形式，一旦出现扭转振动被忽视，往往意味着会发生重大的事故。

光纤束传感器测量轴系扭转振动的研究

ｍａｈｎｅｙ．ｃｉｒ
Ｋｅｒｙｗｏｄｓ：ｌｓｒｉｂｅ —ｐｔｃｂｎｄｅｓｎｏａｅ；ｆｒｏｉｕｌｅｓｒ；ｔｒｉｎｌｖｂａｉｎ；ａｕｌｒｖｌｃｔｏｓｏａｉｒｔｏｎｇａ点。假设其中相邻两点为ａ和ｂ两点对应的轴角，为０当轴系旋转时，计数器对频率为－的高速时钟脉冲厂进行计数。通过传感器感应轴上的标记点，在标记点掠过
（ｔｔＫｙＬｂｒｔｒｆｒｃｉｎＭｅｓｒｎｅｈｏｏｙ＆Ｉｓｒｍｅｔ，ＳａｅｅａｏａａｙｏｅｉｏａｕｉｇＴｃｎｌＰｓｇｎｔｕｎｓ
Ｔａｊｎｖｒｉ，ｉｎｉ００２Ｃｈｎ）ｉｎｉＵｉｅｓｙＴａｊ３０７，ｉａｎｔｎ
ｅｃｄｎｓｉｉｔｒｕｃｄ．Ｔｈｅｉｃｐｅ，ｓｓｅｎｏｉｇｄｉｋｓｎｏｄｅｐｒｎｉｌｙｔｍｓｒｃｕｅ，ｔｅｍｐｃｓｆａｌｎｇｉｅｎｔｕｔｒｈｉａｔｏｓｍｐｉｔｏｍｅｓｒｍｅｔｍａｕｅｎ
行模拟实验，验证了该测量系统具备高精度、安装方便、抗干扰能力强等优点，对于回转机械的扭振检测和
故障诊断具有很好的实用价值。
关键词：激光；光纤束传感器；扭振；角速度
中图分类号：Ｔ４Ｎ２７文献标识码：Ａ文章编号：１０－７７２１）１０１－３００９８（０１０－０００
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｏｓｏａ — ｘａｉｒｔｎｍｅｓｒｍｅｔｙｔｍｓｎｈｏｉａｉｎｏｂｒｏｔｕｄｅｓｎｏｎｔｒｉｎｌａｉｌｂａｉａｕｅｎｓｖｏｓｅｕｉｇｔｅｃｍｂｎｔｆｅ —ｐｉｂｎｌｅｓｒａｄｏｉｆｃ

扭转实验报告实验内容

扭转实验报告实验内容实验报告：扭转实验实验目的：本次实验旨在研究材料在扭转力下的行为规律，通过比较不同材料的扭转性能，探讨材料的抗扭转能力与材料的结构有关的可能性。

实验器材：1. 扭转试验机2. 计时器3. 扭转试验样品实验步骤：1. 将扭转试验机安装好，并校准。

2. 准备不同种类的材料样品，将其固定在扭转试验机上。

3. 设置实验参数，包括转速、扭力和试验时间等。

4. 启动扭转试验机，开始实验。

5. 在试验过程中记录样品的扭转角度、扭转力和时间等数据。

6. 实验结束后，处理数据，得到相应的扭转性能指标，并进行比较分析。

7. 编写实验报告，总结实验结果并提出可能的结论。

实验结果：通过本次实验，得到了不同材料的扭转性能指标，并进行了比较分析。

以下为实验结果总结：1. 不同材料的扭转角度与扭转力呈现出不同的变化趋势。

部分材料扭转角度随扭转力的增加呈线性增加，而其他材料则呈非线性增加。

这说明材料的结构和性质对于扭转行为有着显著的影响。

2. 不同材料的扭转强度也存在差异。

某些材料在扭转力较小的情况下就会出现断裂现象，而其他材料则能承受较大的扭转力而不发生断裂。

这表明材料的抗扭转能力与其结构和强度有关。

3. 扭转时间对于不同材料的影响也不同。

部分材料在扭转一段时间后，其扭转角度和扭转力呈现出明显的平稳态，而其他材料则在整个扭转过程中都出现了持续变化。

这可能与材料的可塑性和粘弹性有关。

结论：通过本次实验，我们得出了以下结论：1. 材料的结构和性质会影响其扭转行为。

不同材料的扭转角度和扭转力呈现出不同的变化趋势，说明材料的结构和性质对扭转行为有着显著的影响。

2. 不同材料的抗扭转能力存在差异。

部分材料能承受较大的扭转力而不发生断裂，而其他材料则在较小的扭转力下就会出现断裂。

这表明材料的强度和抗扭转能力有关。

3. 材料的可塑性和粘弹性会影响其扭转行为。

部分材料在扭转一段时间后呈现出明显的平稳态，而其他材料则在整个扭转过程中都出现了持续变化。

扭转实验报告

扭转实验报告摘要：本次实验采用了扭转实验的方法,研究不同夹角下金属杆的力学性质。

实验选用了钢杆、铝杆和铜杆,通过旋转其中一端来加力,测量另一端的位移,从而得到关于应变和扭矩之间的关系。

根据实验结果,得出了不同夹角下杆的切应变、切应力、剪切模量和剪应力极限等力学参数的变化情况。

实验结果表明,随着夹角的增大,钢杆和铜杆的剪应力极限也相应增加,而铝杆的剪应力极限则略有减小。

关键词:扭转实验;应变;剪切模量;切应力;剪应力极限引言：扭转实验是一种常见的材料力学测试方法,用于研究杆状物体在扭转条件下的力学性质。

通过扭转实验,可以得到与应变、剪切模量、切应力、剪应力极限等力学参数相关的数据,为材料设计和工程应用提供重要参考。

实验仪器与试样：本次实验选用了扭转仪和三根杆状试样,分别为钢杆、铝杆和铜杆,试样的长度均为50cm,直径均为1cm。

实验方法：1. 将一端固定住,另一端通过扭转仪进行旋转,加上不同的扭矩,测量另一端的位移数据。

2. 对不同的扭矩和夹角进行实验,记录实验数据。

3. 根据实验数据,计算不同夹角下的切应变、切应力、剪切模量和剪应力极限等力学参量。

4. 进行数据处理和分析。

实验结果与分析：通过实验数据计算得到的不同夹角下的相关力学参量如下表所示。

表1 不同夹角下的力学参量夹角(°) 钢杆铜杆铝杆切应变(10^-3) 0.263 0.289 0.235切应力(MPa) 123.8 105.6 45.2剪切模量(GPa) 78.4 49.2 26.7剪应力极限(MPa) 235 206 85根据实验结果,可知不同杆料的力学性质在扭转实验中也有明显差异。

在夹角较小时,三根杆的相应力学参量均趋于稳定。

在夹角增大时,钢杆和铜杆的剪应力极限呈现出增加的趋势,而铝杆的剪应力极限则略有下降。

结论：通过扭转实验,我们得到了不同杆状试样在扭转条件下的力学性质数据,从而进一步研究了与应变、剪切模量、切应力、剪应力极限等参数相关的变化情况。

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。

扭转实验报告

扭转实验报告摘要：本次扭转实验主要考察了金属杆的扭转弹性和塑性变形特性。

通过对实验数据的分析，得出了杆的杨氏模量和屈服点。

实验结果表明，金属杆在一定范围内具有较好的弹性特性，但在超过其屈服点后，杆将发生塑性变形。

介绍：扭转实验是一种常用的力学实验，它能够管窥物质的一些属性，如强度、塑性和弹性等。

在本次实验中，我们将研究金属杆的扭转性能，以了解材料的性质，为实际应用提供指导。

实验过程：1. 实验仪器准备：本次实验主要使用扭转弹簧、细杆、千分尺、游标卡尺等工具。

2. 样品制备：将金属杆置于扭转弹簧中，用千分尺和游标卡尺测量出杆的直径和长度，并计算出横截面积。

3. 装置校准：将扭转弹簧固定在一个转动机构上，并将预备好的样品固定在转动手柄上。

4. 实验操作：控制扭簧的扭转角度，保持恒定的转动速度，记录下杆的变形数据。

5. 数据处理：分析实验结果，计算出杆的杨氏模量和屈服点。

实验结果：通过实验数据的处理和分析，我们得到了以下结论：1. 杆的杨氏模量为x N/m²。

2. 杆的屈服点为x N/m²。

3. 杆在未达到屈服点时表现出较好的弹性特性，但在超过其屈服点后，杆将发生塑性变形。

结论：本次实验成功地测量出杆的杨氏模量和屈服点。

通过实验数据的分析，我们发现，金属杆具有较强的弹性和一定的塑性，但在超过其屈服点后，其将发生塑性变形。

在实际应用中，我们需要根据材料的性质，合理选取材料，以保证产品的质量和安全性。

因此，扭转实验是一项非常有用的力学实验，可以帮助我们更好地了解材料的性质，为产品的设计和制造提供指导。

扭摆法测物体转动惯量实验报告

扭摆法测物体转动惯量实验报告扭摆法测物体转动惯量实验报告引言转动惯量是描述物体绕某一轴旋转时所表现出的惯性特征的物理量。

在本次实验中，我们使用了扭摆法来测量物体的转动惯量。

扭摆法是一种简单而有效的实验方法，通过扭转物体并观察其振动周期，可以间接地计算出物体的转动惯量。

实验装置和原理实验装置主要由一根细长的金属丝、一个物体样品和一个计时器组成。

首先，将金属丝悬挂在支架上，并将物体样品固定在金属丝的下端。

然后，用手扭转金属丝，使物体样品发生转动。

通过观察物体样品的振动周期，可以推导出物体的转动惯量。

实验步骤1. 将金属丝悬挂在支架上，并确保其水平放置。

2. 将物体样品固定在金属丝的下端，确保物体的重心与金属丝的轴线重合。

3. 用手扭转金属丝，使物体样品发生转动。

4. 计时器开始计时，记录物体样品的振动周期。

5. 重复实验多次，取平均值作为最终结果。

数据处理与结果分析根据实验数据，我们可以计算出物体的转动惯量。

假设物体的转动惯量为I，振动周期为T，金属丝的扭转角度为θ。

根据扭摆法的原理，可以得出以下公式：I = (4π^2mL^2) / T^2其中，m为物体的质量，L为金属丝的长度。

通过对实验数据的处理，我们可以得到物体的转动惯量的数值。

进一步分析实验结果，我们可以发现转动惯量与物体的质量、金属丝的长度以及振动周期之间存在一定的关系。

首先，转动惯量与物体的质量成正比。

物体的质量越大，其转动惯量也越大。

这是因为物体的质量增加会使其惯性增加，从而使得转动惯量增大。

其次，转动惯量与金属丝的长度平方成正比。

金属丝的长度越长，物体的转动惯量也越大。

这是因为金属丝的长度增加会使得物体的有效转动半径增加，从而使得转动惯量增大。

最后，转动惯量与振动周期的平方成正比。

振动周期越大，物体的转动惯量也越大。

这是因为振动周期的增大意味着物体的转动速度较慢，从而使得转动惯量增大。

结论通过扭摆法测量物体的转动惯量，我们可以得出以下结论：1. 物体的转动惯量与其质量成正比。

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。

扭转实验实验报告

扭转实验实验报告扭转实验实验报告摘要：本实验旨在探究扭转实验的原理和应用。

通过对不同材料和形状的样品进行扭转实验，分析材料的力学性质和变形特点。

实验结果表明，扭转实验可用于材料的弹性模量和剪切模量的测量，对于工程设计和材料选择具有重要意义。

引言：扭转实验是一种常用的力学实验方法，用于研究材料在受到扭转力矩作用下的力学行为。

通过扭转实验可以测量材料的弹性模量和剪切模量，进而了解材料的力学性质和变形特点。

本实验选取了不同材料和形状的样品进行扭转实验，旨在深入探究扭转实验的原理和应用。

材料与方法：本实验选取了三种常见的材料作为样品，分别是金属、塑料和橡胶。

为了研究不同形状对扭转实验结果的影响，每种材料选取了圆柱形、方柱形和圆环形三种形状的样品。

实验所需的设备包括扭转实验机、力传感器、扭转杆和测量仪器等。

实验过程：首先，将样品固定在扭转实验机上，并将扭转杆与样品连接。

然后，通过扭转实验机施加扭转力矩，记录下样品在不同扭转力矩下的扭转角度和扭转力。

同时，利用测量仪器测量样品的几何参数，如长度、直径等。

实验结果与分析：通过对实验数据的分析，可以得到样品在不同扭转力矩下的扭转角度和扭转力的关系曲线。

根据扭转角度和扭转力的变化规律，可以计算得到样品的弹性模量和剪切模量。

实验结果显示，不同材料和形状的样品具有不同的力学性质和变形特点。

对于金属样品来说，弹性模量较高，剪切模量也较大。

这意味着金属材料在受到扭转力矩作用下，具有较好的抗扭转变形能力。

而塑料样品的弹性模量相对较低，剪切模量也较小。

这表明塑料材料在扭转力矩作用下容易发生较大的变形。

橡胶样品的弹性模量和剪切模量都较低，说明橡胶材料的抗扭转变形能力较差。

此外，不同形状的样品也对扭转实验结果产生影响。

圆柱形样品具有较高的弹性模量和剪切模量，而方柱形样品的弹性模量和剪切模量较低。

圆环形样品的弹性模量和剪切模量介于圆柱形和方柱形之间。

这说明样品的几何形状对于材料的力学性质有一定影响。

扭摆实验报告

扭摆实验报告概述：扭摆实验是物理学中的一种常见实验，用于研究物体在扭转振动中的运动特性。

本实验旨在通过对扭摆实验的设计、数据收集和数据分析，探究影响扭摆运动的各种因素，并进一步理解扭摆振动的原理。

实验装置：为了进行扭摆实验，我们需要准备以下实验装置：1. 扭摆装置：包括一个扭摆架和一个扭摆弹簧。

扭摆架用于悬挂实验物体，扭摆弹簧用于提供扭转的恢复力。

2. 实验物体：可以选择不同长度和不同质量的悬挂物体，如吊钟、金属棒等。

3. 存储器：用于记录实验过程中的数据，如扭摆的时间和振幅。

实验步骤：1. 将扭摆装置装好，并将实验物体悬挂在扭摆架上。

2. 给予实验物体一个初速度或者初位移，使其产生扭摆运动。

3. 启动存储器，并开始记录实验过程中的数据。

4. 观察实验物体的振幅和振动周期，并记录在存储器中。

5. 在实验过程中，可以调节实验物体的重量、扭摆弹簧的刚度等参数，观察这些参数对扭摆运动的影响。

数据收集与分析：在实验过程中，我们收集了一系列与扭摆运动相关的数据。

在数据分析中，我们将注重以下几个方面的研究：1. 实验物体的质量与扭摆特性的关系：我们可以通过对不同质量的实验物体进行实验，观察实验物体的质量对振幅和周期的影响。

通过对比不同质量实验物体的数据，我们可以得出实验物体质量与振幅、周期之间的关系。

2. 扭摆弹簧刚度与振动特性的关系：我们设计实验，改变扭摆弹簧的刚度，在不同刚度的扭摆弹簧作用下进行实验，记录振幅和周期的变化。

通过数据分析，我们可以得出扭摆弹簧刚度与振幅、周期之间的关系，进一步理解扭摆弹簧对扭摆运动的影响。

3. 扭摆周期与摆长的关系：我们可以在相同的初始条件下改变实验物体的摆长，即改变扭摆弹簧的伸长长度，进行实验并记录振幅和周期。

通过数据分析，我们可以得出摆长与周期之间的关系。

实验结果与讨论：通过对数据的收集和分析，我们得出以下实验结果和讨论：1. 实验物体质量与振幅、周期的关系：我们发现实验物体的质量对振幅和周期有一定的影响。

扭转实验报告_2

一、实验目的和要求1、测定低碳钢的剪切屈服点s τ、剪切强度b τ，观察扭矩-转角曲线（φ-T 曲线）。

2、观察低碳钢试样扭转破坏断口形貌。

3、测定低碳钢的剪切弹性模量G 。

4、验证圆截面杆扭转变形的胡克定律（p GI Tl /=φ）。

5、依据低碳钢的弹性模量,大概计算出低碳钢材料的泊松比。

二、试验设备和仪器1、微机控制扭转试验机。

2、游标卡尺。

3、装夹工具。

三、实验原理和方法遵照国家标准（GB/T10128-1998）采用圆截面试样的扭转试验，可以测定各种工程材料在纯剪切情况下的力学性能。

如材料的剪切屈服强度点s τ和抗剪强度b τ等。

圆截面试样必须按上述国家标准制成（如图1-1所示）。

试验两端的夹持段铣削为平面，这样可以有效地防止试验时试样在试验机卡头中打滑。

图 1-1试验机软件的绘图系统可绘制扭矩-扭转角曲线，简称扭转曲线（图1-2中的曲线）。

图3-2从图1-2可以看到，低碳钢试样的扭转试验曲线由弹性阶段（oa 段）、屈服阶段（ab 段）和强化阶段（cd 段）构成，但屈服阶段和强化阶段均不像拉伸试验曲线中那么明显。

由于强化阶段的过程很长，图中只绘出其开始阶段和最后阶段，破坏时试验段的扭转角可达π10以上。

从扭转试验机上可以读取试样的屈服扭矩s T 和破坏扭矩b T 。

由和T s s W T 4/3=τ计算材料的剪切屈服强度s τ和抗剪强度b τ，式中：16/30d W T π=为试样截面的抗扭截面系数。

当圆截面试样横截面的最外层切应力达到剪切屈服点s τ时，占横截面绝大部分的内层切应力仍低于弹性极限，因而此时试样仍表现为弹性行为，没有明显的屈服现象。

当扭矩继续增加使横截面大部分区域的切应力均达到剪切屈服点s τ时，试样会表现出明显的屈服现象，此时的扭矩比真实的屈服扭矩s T 要大一些，对于破坏扭矩也会有同样的情况。

图1-3所示为低碳钢试样的扭转破坏断口，破坏断面与横截面重合，断面是最大切应力作用面，断口较为平齐，可知为剪切破坏。

材料力学扭转实验报告

材料力学扭转实验报告1. 实验目的。

本实验旨在通过扭转实验，探究材料在扭转加载下的力学性能，了解材料的剪切模量和剪切应力等参数。

2. 实验原理。

材料在扭转加载下，内部会产生剪切应力，而材料的剪切模量则是描述材料在扭转加载下的变形特性的重要参数。

通过扭转实验，可以测定材料的剪切模量和剪切应力，进而了解材料的力学性能。

3. 实验装置。

本实验采用了扭转实验机，实验样品为圆柱形，实验过程中需要测量扭转角度和扭转力矩。

4. 实验步骤。

（1）将实验样品装入扭转实验机，并调整好实验参数。

（2）施加扭转力矩，记录下扭转角度和扭转力矩的变化。

（3）根据实验数据，计算出材料的剪切模量和剪切应力。

5. 实验数据处理。

通过实验数据的处理，得到了材料的剪切模量和剪切应力的数值，进一步分析了材料在扭转加载下的力学性能。

6. 实验结果分析。

根据实验结果，我们可以得出材料在扭转加载下的剪切模量为xx，剪切应力为xx，进一步分析了材料的力学性能。

7. 实验结论。

通过本次实验，我们成功测定了材料在扭转加载下的剪切模量和剪切应力，了解了材料在扭转加载下的力学性能特点。

8. 实验总结。

本实验通过扭转实验，深入探究了材料在扭转加载下的力学性能，对材料力学的研究具有一定的指导意义。

9. 参考文献。

[1] 张三, 材料力学导论, 北京大学出版社, 2005.[2] 李四, 材料力学实验指导, 清华大学出版社, 2008.10. 致谢。

感谢实验室的老师和同学们在实验过程中的帮助和支持。

以上为本次材料力学扭转实验报告的全部内容。

扭转实验实验报告

一、实验目的1. 验证扭转变形公式，测定低碳钢的切变模量G。

2. 测定低碳钢和铸铁的剪切强度极限，掌握典型塑性材料（低碳钢）和脆性材料（铸铁）的扭转性能。

3. 绘制扭矩-扭角图，观察和分析材料在扭转过程中的力学现象，并比较其性质差异。

4. 了解扭转材料试验机的构造和工作原理，掌握其使用方法。

二、实验仪器1. 游标卡尺：1把，量程0-150mm，精度CTT502。

2. 微机控制电液伺服扭转试验机：1台，最大扭矩500N·m，最大功率。

3. 低碳钢试样：1个。

4. 铸铁试样：1个。

三、实验原理和方法1. 扭转实验原理：扭转实验是研究材料在扭转力作用下，其内部应力、应变分布及破坏规律的一种方法。

通过实验，可以测定材料的抗扭强度、切变模量、剪切强度极限等性能指标。

2. 实验方法：（1）将低碳钢和铸铁试样分别安装在扭转试验机的夹具上。

（2）打开试验机电源，调整试验机至待机状态。

（3）根据实验要求，设定试验机加载速度和最大扭矩。

（4）启动试验机，对试样进行扭转实验。

（5）记录实验过程中扭矩、扭角、应变等数据。

（6）绘制扭矩-扭角图，分析材料在扭转过程中的力学现象。

四、实验结果与分析1. 低碳钢扭转实验结果：- 扭转屈服力偶矩：M_y = 45.2 N·m- 最大力偶矩：M_b = 73.6 N·m- 切变模量：G = 80.6 GPa低碳钢在扭转过程中，首先发生屈服，随后达到最大力偶矩，最终发生断裂。

扭矩-扭角图中，屈服阶段曲线较平缓，表示材料具有一定的塑性变形能力。

2. 铸铁扭转实验结果：- 扭转屈服力偶矩：M_y = 25.4 N·m- 最大力偶矩：M_b = 33.2 N·m- 切变模量：G = 40.2 GPa铸铁在扭转过程中，屈服和断裂几乎同时发生，表现为脆性断裂。

扭矩-扭角图中，屈服和断裂阶段曲线较为陡峭，表示材料塑性变形能力较差。

3. 实验结果分析：通过对比低碳钢和铸铁的扭转实验结果，可以发现：- 低碳钢具有较好的塑性变形能力，抗扭强度较高。

扭振测试与分析

2036.00
° Amplitude
Amplitude
rpm Amplitude
0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 800
0.00 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Hz torsional vibration flywheel side (DC1)
LMS – 扭转振动测试分析解决方案
孙卫青 LMS ChБайду номын сангаасna weiqing.sun@
扭振产生的根源旋转机械的交变载荷或不平衡
由旋转机械动平衡问题或载荷交变所产生的惯性
力矩所造成：本质上是周期性的扭矩不平衡表现为传动轴转速的瞬态波动及不规则动态扭转扭振大小随转速变化较大的扭振会由动态剪切应力造成轴的疲劳断裂
最终的线性内插
数字滤波降采样转速跟踪同步重采样 ….
升采样
连续的瞬态转速信号 (时域数据)
Δ
1Δ
y[1]
过零位升采样实际 ADC 采样点
实际 ADC 采样点
y[0]
7 copyright LMS International - 2005
扭振信号的采集处理
- QTV 技术与传统技术器技术精度对比
频谱特性分析
0.80
Amplitude
各主要阶次成分随转速的变化
瞬态转速随时间或旋转角度的变化
dB
-90.00
°
扭矩的计算

32ML ( D 4 d 4 )G
2*转速脉冲
M
( D 4 d 4 )G
32L
扭转刚度K
(如. 120 脉冲/转)

扭转实验报告

扭转实验报告引言：扭转实验是一种用来测量材料的变形能力和扭转刚度的实验方法。

通过这个实验，可以得到有关材料的力学性能和应变特性的重要数据。

本报告旨在探讨扭转实验的目的、过程以及结果，为读者提供一个深入了解这项实验的机会。

目的：扭转实验的目的是通过施加一个转矩来扭转材料，以确定材料对扭转力的响应。

通过测量应变和扭转角度，可以计算出材料的扭转刚度和扭转变形能力。

这些数据在工程设计和材料研究中具有重要的应用价值。

实验过程：1. 样品准备：首先，选择合适的材料，并制备成具有一定长度和直径的柱状样品。

样品的准备要保证表面光滑，材料的质量均匀，以避免实验结果的误差。

2. 实验设置：将样品固定在扭转装置上，并固定好测量设备。

确保样品和测量设备之间的接触良好，并保持实验环境的恒定。

3. 扭转施加：根据实验要求，施加一定的扭转力或扭转角度。

记录施加的力或角度，并追踪材料的变形情况。

4. 数据记录：采用适当的测量设备，记录样品在扭转过程中的应变和扭转角度。

确保实验数据的准确性和可靠性。

5. 数据分析：根据实验数据，计算出材料的扭转刚度和扭转变形能力。

通过对数据的分析，可以得出关于材料性能的有关结论。

结果与讨论：根据我们进行的扭转实验，我们得到了以下的结果和结论：1. 扭转刚度：根据测量数据，我们计算出了样品的扭转刚度。

通过与其他材料相比较，我们可以评估该材料在扭转载荷下的变形能力。

2. 扭转变形能力：通过实验数据，我们可以了解该材料在扭转过程中的变形特性。

这有助于我们确定材料在实际应用中的稳定性和可靠性。

3. 材料优化：通过分析实验结果，我们可以得出一些关于材料优化的建议。

例如，增加材料的密度或使用其他主动材料来提高材料的扭转刚度和变形能力。

结论：通过本次扭转实验，我们对材料的扭转性能有了深入的了解。

扭转刚度和扭转变形能力是评估材料性能的重要指标。

通过对材料性能的研究和优化，我们可以提高材料的应用价值和可持续发展能力。

扭振测量与分析

扭振测量和QTV介绍1.引言噪声及振动问题,在旋转部件开发中,是一个必须充分重视的因素。

就车辆而言,旋转机械或旋转部件包括：发动机(引擎),动力传动系, 变速装置, 压缩机和泵等等。

对它们的动力特性, 必须了解得非常透彻, 力图实现宁静、平顺、安全地运转。

通常, 对线振动和角振动的测量和分析, 是分头进行的。

旋转件横向振动的测量方法, 是大家熟悉的,研究得已经比较透彻，为了充分把握结构的动力特性, 通常会实施多通道并行的测量和分析。

而扭振测量则需使用专门的设备, 它们一般并不集成在一总体动力学测试系统内。

2.扭振的“源—传导—接收”模型研究动力学问题的一般方法,是建立所谓“源—传导—接收”模型（图1）。

在某一部位（接收部位）观测到的响应,视为由源和源在结构上沿某途径传导产生的效果。

由于结构的共振或反共振效应，源可能在传导过程中被放大或者被衰减。

此外，它们可能沿多个不同途径，传导至接收部位。

图1 扭振的“源——传导——接收”模型接收部位或响应部位的振动，通常是刚体运动伴随柔体运动的复合现象。

前者一般不产生交变应力，后者则会引起交变应力，并成为某种耐久性问题的根源。

传递途径分析（TPA）涉及到某接收部位对源的干扰，这种干扰经由其可能的传导途径，并依赖于传导途径固有的动力学特性，影响整个结构的响应。

用同样的方法，我们来研究扭转振动。

先是有一个“源”，譬如说，发动机给出的交变输入力矩。

力矩传递过程，牵涉到轴系、齿轮传动系或皮带传动系等的动力特性。

最终表现出来的，是旋转件的转速变化。

如果沿整个轴，各部位的转速变化都是相同的、一致的，那么在严格的意义上，这不能算作是扭振，仅仅只是转速在变罢了（这相当于线振动分析中的刚体模态）。

仅当沿轴不同部位检测到的转速增量有幅值和相位的相对变化时，扭振才确实发生了。

当激励频率接近于扭振谐振频率时，会导致旋转件产生很大的内应力。

如果未设置专门的监测设备，就有可能发生严重的耐久性问题。

扭转力学性能实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过扭转试验，测定材料在扭转作用下的力学性能，包括剪切屈服强度、剪切强度极限、切变模量等。

通过对实验数据的分析，验证材料的扭转力学性能，为工程设计和材料选择提供理论依据。

二、实验原理扭转试验是材料力学性能测试的重要方法之一，主要用于测定材料在扭转应力作用下的力学行为。

实验原理基于扭转胡克定律，即材料在弹性范围内，扭转应力与扭转角成正比。

具体公式如下：\[ \tau = \frac{T}{J} \cdot \frac{\theta}{l} \]其中，\(\tau\) 为剪切应力，\(T\) 为扭转力矩，\(J\) 为截面极惯性矩，\(\theta\) 为扭转角，\(l\) 为试样长度。

三、实验设备与材料1. 实验设备：- 扭转试验机：用于施加扭转力矩，并测量扭转角。

- 万能试验机：用于施加拉伸或压缩力，测定材料的强度和弹性模量。

- 游标卡尺：用于测量试样尺寸。

- 剪切力传感器：用于测量扭转力矩。

2. 实验材料：- 低碳钢：用于验证扭转力学性能。

- 铸铁：用于比较不同材料在扭转作用下的力学性能。

四、实验步骤1. 试样准备：- 按照实验要求，将低碳钢和铸铁试样加工成规定的尺寸和形状。

- 在试样两端加工出安装夹具的螺纹孔。

2. 试验机调整：- 调整万能试验机的夹具，使其能够夹持试样。

- 调整扭转试验机的加载装置，确保加载精度。

3. 实验操作：- 将试样安装在万能试验机的夹具上。

- 打开试验机，逐步施加扭转力矩，同时测量扭转角。

- 记录不同扭矩下的扭转角，直至试样发生破坏。

4. 数据处理：- 根据实验数据，绘制扭矩-扭转角曲线。

- 计算剪切屈服强度、剪切强度极限和切变模量等力学性能指标。

五、实验结果与分析1. 低碳钢扭转力学性能：- 剪切屈服强度：\(\tau_{s} = 243 \, \text{MPa}\)- 剪切强度极限：\(\tau_{b} = 387 \, \text{MPa}\)- 切变模量：\(G = 80.2 \, \text{GPa}\)2. 铸铁扭转力学性能：- 剪切屈服强度：\(\tau_{s} = 110 \, \text{MPa}\)- 剪切强度极限：\(\tau_{b} = 190 \, \text{MPa}\)- 切变模量：\(G = 47.6 \, \text{GPa}\)通过对比低碳钢和铸铁的扭转力学性能，可以发现低碳钢在扭转作用下的剪切屈服强度和剪切强度极限均高于铸铁，而切变模量也略高于铸铁。