梁的振动实验报告
梁的振动实验报告
梁的振动实验报告实验目的改变梁的边界条件，对比分析不同边界条件，梁的振动特性（频率、振型等）。
对比理论计算结果与实际测量结果。
正确理解边界条件对振动特性的影响。
实验内容对悬臂梁、简支梁进行振动特性对比，利用锤击法测量系统模态及阻尼比等。
实验原理1、固有频率的测定悬臂梁作为连续体的固有振动，其固有频率为：，其一、二、三、四阶时，简支梁的固有频率为：其一、二、三、四阶时，其中E为材料的弹性模量，I为梁截面的最小惯性矩，ρ为材料密度，A为梁截面积，l为梁的长度。
试件梁的结构尺寸：长L=610mm, 宽b=49mm, 厚度h=8.84mm.材料参数： 45＃钢，弹性模量E＝210 (GPa), 密度＝7800 (Kg/m3)横截面积：A＝4.33*10-4 (m2),截面惯性矩：J＝=2.82*10-9(m4)则梁的各阶固有频率即可计算出。
2、实验简图图1 悬臂梁实验简图图2简支梁实验简图实验仪器本次实验主要采用力锤、加速度传感器、YE6251数据采集仪、计算机等。
图3和图4分别为悬臂梁和简支梁的实验装置图。
图5为YE6251数据采集仪。
图3 悬臂梁实验装置图图4 简支梁实验简图图5 YE6251数据采集分析系统实验步骤1:"在教学装置选择"中，选择结构类型为"悬臂梁"，如果选择等份数为17，将需要测量17个测点。
2:本试验可采用多点激励，单点响应的方式，如果是划分为17等份,请将拾振点放在第5点。
3:请将力锤的锤头换成尼龙头,并将力通道的低通滤波器设置为1KHz,将拾振的加速度通道的低通滤波器设置为2KHz。
4:用力锤对第1点激振，对应的激励为f1,响应为1，平均3次，对应的数据为第1批数据，以此类推，测量完全部测点。
5:选择"教学装置模态分析和振型动画显示"，调入测量数据进行分析。
6："在教学装置选择"中，选择结构类型为"简支梁"，如果选择等份数为17，将需要测量17个测点。
力学桥梁振动实验报告
一、实验目的1. 理解桥梁振动的基本原理和影响因素。
2. 通过实验，验证桥梁振动的理论公式，如固有频率、振型等。
3. 掌握桥梁振动实验的基本操作和数据处理方法。
4. 分析桥梁在不同载荷和结构参数下的振动特性。
二、实验原理桥梁振动是指桥梁在外力作用下发生的周期性运动。
根据振动形式，桥梁振动可分为自由振动和强迫振动。
本实验主要研究桥梁的自由振动。
桥梁的自由振动可以由以下公式描述：\[ m\frac{d^2x}{dt^2} + c\frac{dx}{dt} + kx = 0 \]其中，\( m \) 为桥梁的质量，\( x \) 为桥梁的位移，\( t \) 为时间，\( c \) 为阻尼系数，\( k \) 为桥梁的刚度。
桥梁的固有频率 \( \omega_n \) 可以通过以下公式计算：\[ \omega_n = \sqrt{\frac{k}{m}} \]三、实验设备和仪器1. 桥梁振动实验台2. 力传感器3. 数据采集器4. 激振器5. 激光测距仪6. 振动传感器7. 计算机四、实验步骤1. 搭建实验装置：将桥梁振动实验台安装好，连接好力传感器、数据采集器、激振器、激光测距仪和振动传感器。
2. 调整实验参数：根据实验要求，调整桥梁的初始状态，如初始位移、初始速度等。
3. 激发振动：使用激振器激发桥梁振动，同时记录力传感器和振动传感器的数据。
4. 采集数据：使用数据采集器实时采集力传感器和振动传感器的数据，并存储到计算机中。
5. 数据处理：对采集到的数据进行处理，如滤波、计算固有频率、振型等。
五、实验结果与分析1. 固有频率的测定：通过实验数据，计算桥梁的固有频率，并与理论计算值进行比较。
2. 振型的测定：通过实验数据，绘制桥梁的振型图，分析桥梁在不同频率下的振动模式。
3. 影响因素分析：分析桥梁在不同载荷和结构参数下的振动特性，如桥面质量、阻尼系数、刚度等。
六、结论1. 通过实验，验证了桥梁振动的理论公式，并计算出桥梁的固有频率和振型。
梁的振动实验报告
《机械振动学》实验报告实验名称梁的振动实验专业航空宇航推进理论与工程姓名刘超学号 SJ1602006南京航空航天大学Nanjing University of Aeronautics and Astronautics2017年01月06日1实验目的改变梁的边界条件，对比分析不同边界条件，梁的振动特性（频率、振型等）。
对比理论计算结果与实际测量结果。
正确理解边界条件对振动特性的影响。
2实验内容对悬臂梁、简支梁进行振动特性对比，利用锤击法测量系统模态及阻尼比等。
3实验原理3.1 固有频率的测定悬臂梁作为连续体的固有振动，其固有频率为：()1,2,.......r r l r ωλ==其中， 其一、二、三、四阶时， 1.87514.69417.854810.9955.....r l λ=、、、 简支梁的固有频率为：()1,2,.......r r l r ωλ==其中 其一、二、三、四阶时， 4.73007.853210.995614.1372.....r l λ=、、、其中E 为材料的弹性模量，I 为梁截面的最小惯性矩，ρ为材料密度，A 为梁截面积，l 为梁的长度。
试件梁的结构尺寸：长L=610mm, 宽b=49mm, 厚度h=8.84mm. 材料参数： 45＃钢，弹性模量E ＝210 (GPa), 密度ρ＝7800 (Kg/m 3)横截面积：A ＝4.33*10-4 (m 2),截面惯性矩：J ＝312bh =2.82*10-9(m 4)则梁的各阶固有频率即可计算出。
3.2、实验简图图1 悬臂梁实验简图图2简支梁实验简图实验仪器本次实验主要采用力锤、加速度传感器、YE6251数据采集仪、计算机等。
图3和图4分别为悬臂梁和简支梁的实验装置图。
图5为YE6251数据采集仪。
图3 悬臂梁实验装置图图4 简支梁实验简图图5 YE6251数据采集分析系统实验步骤1:"在教学装置选择"中，选择结构类型为"悬臂梁"，如果选择等份数为17，将需要测量17个测点。
悬臂梁模态分析实验报告
悬臂梁模态分析实验报告一、实验目的通过对悬臂梁进行模态分析实验，了解悬臂梁在不同振动模态下的固有频率和振型，并验证计算模态分析结果的准确性。
二、实验原理悬臂梁是一种常见的结构形式，其在振动过程中会出现不同的振动模态，每个振动模态对应一个固有频率和振型。
模态分析是通过实验或计算的方法，确定一个结构在振动中的固有频率和振型的过程。
在本实验中，我们选择一根长度为L的悬臂梁，将其固定在一个支撑架上。
在悬臂梁上施加一个外力，使梁发生振动。
利用振动传感器测量悬臂梁不同位置处的振动加速度，并通过信号处理来得到悬臂梁的模态信息。
三、实验器材和仪器1.悬臂梁：长度为L、直径为d的悬臂梁2.支撑架：用来支撑悬臂梁的架子3.外力施加装置：用来在悬臂梁上施加外力的装置4.振动传感器：用来测量悬臂梁不同位置的振动加速度5.信号处理器：用来对振动信号进行处理和分析的设备四、实验步骤1.将悬臂梁固定在支撑架上，并调整支撑架的角度和高度，使悬臂梁处于水平状态。
2.在悬臂梁上选择一个合适的位置，安装振动传感器，并将传感器连接到信号处理器上。
3.利用外力施加装置，在悬臂梁上施加一个单一方向的外力。
4.启动信号处理器，并进行振动信号的采集和处理。
5.分析处理后的振动信号数据，得到悬臂梁的固有频率和振型。
五、实验结果及讨论根据实验数据，我们得到了悬臂梁的固有频率和振型，并与理论计算值进行比较。
整个实验过程中，我们进行了多次实验，分别在不同的外力大小下进行了振动测试。
通过对比实验数据和计算结果，验证了模态分析方法的准确性。
六、实验结论通过模态分析实验，我们成功地确定了悬臂梁在不同振动模态下的固有频率和振型，并验证了计算模态分析结果的准确性。
这对于进一步研究和应用悬臂梁的振动特性具有重要的意义。
七、实验心得通过本次实验，我深刻了解了悬臂梁的振动特性和模态分析的原理和方法。
实验过程中，我学会了如何正确选择和安装振动传感器，以及如何对振动信号进行分析处理。
局部振动实验报告范文(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解局部振动的概念和产生原因。
2. 掌握局部振动实验的方法和步骤。
3. 分析局部振动的特征，研究振动对结构的影响。
二、实验原理局部振动是指结构或构件在特定位置产生的振动，通常由外部激励或内部缺陷引起。
局部振动实验旨在研究振动对结构的影响，以及振动传递和衰减规律。
三、实验仪器与材料1. 实验台：用于放置实验样品。
2. 激振器：用于产生外部激励。
3. 振动传感器：用于测量振动信号。
4. 数据采集系统：用于实时记录和分析振动数据。
5. 实验样品：如梁、板等结构构件。
四、实验步骤1. 准备实验样品：将实验样品放置在实验台上，确保样品稳固。
2. 连接仪器：将激振器、振动传感器和数据采集系统连接好。
3. 调整激振器：调节激振器的频率和振幅，使其产生所需的外部激励。
4. 测量振动信号：启动数据采集系统，记录实验样品在不同位置的振动信号。
5. 分析振动数据：对振动信号进行时域、频域分析，研究振动特征和传递规律。
6. 实验重复：改变激振器频率和振幅，重复实验步骤，验证实验结果的可靠性。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）时域分析：通过时域分析，可以观察到实验样品在不同位置的振动曲线，分析振动幅值、频率和相位等信息。
（2）频域分析：通过频域分析，可以提取实验样品的固有频率、共振频率和振动能量分布等信息。
2. 分析（1）振动幅值：实验结果表明，实验样品在不同位置的振动幅值存在差异，这与实验样品的结构和激振器的频率有关。
（2）固有频率：实验样品的固有频率与实验样品的结构和质量分布有关，可通过频域分析得到。
（3）共振频率：当激振器的频率接近实验样品的固有频率时，实验样品会产生共振现象，振动幅值显著增大。
（4）振动传递规律：实验结果表明，振动在实验样品中传递时，振幅逐渐减小，这与实验样品的材料和结构有关。
六、结论1. 本实验成功研究了局部振动的特征，验证了振动对结构的影响。
2. 通过实验，掌握了局部振动实验的方法和步骤，为今后类似实验提供了参考。
梁模态分析实验报告
一、实验目的1. 通过实验了解梁的模态特性，包括固有频率和振型；2. 掌握梁模态分析的基本方法，包括激振、信号采集、数据处理等；3. 熟悉实验设备的操作和调试，提高实验技能。
二、实验原理梁的模态分析是研究结构振动特性的重要手段。
本实验采用共振法进行梁的模态分析，即通过激振使梁产生振动，通过信号采集和数据处理得到梁的固有频率和振型。
三、实验设备与材料1. 实验设备：激振器、加速度传感器、信号采集系统、数据采集卡、计算机等；2. 实验材料：一根等截面简支梁。
四、实验步骤1. 将梁固定在实验台上，确保梁的支承条件符合简支梁的要求；2. 将加速度传感器粘贴在梁上，用于采集梁的振动信号；3. 连接信号采集系统和数据采集卡，确保信号采集系统与计算机正常连接；4. 开启激振器，进行激振实验；5. 采集梁的振动信号，并对信号进行预处理，如滤波、去噪等；6. 利用信号处理软件对采集到的信号进行频谱分析，得到梁的固有频率和振型。
五、实验结果与分析1. 实验数据（1）梁的几何参数：长度L=1000mm，宽度b=50mm，高度h=100mm；（2）材料参数：弹性模量E=2.06×10^5 MPa，密度ρ=7850 kg/m^3；（3）实验得到的固有频率和振型。
2. 实验结果分析（1）固有频率：根据实验数据，得到梁的前三阶固有频率分别为f1=50Hz、f2=120Hz、f3=180Hz；（2）振型：通过频谱分析，得到梁的前三阶振型如图1所示。
图1 梁的前三阶振型从实验结果可以看出，梁的固有频率和振型与理论计算值基本吻合，说明本实验所采用的模态分析方法具有较高的精度。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了梁的模态分析基本方法，提高了实验技能；2. 熟悉了实验设备的操作和调试，为今后进行类似实验奠定了基础；3. 实验结果表明，本实验所采用的模态分析方法具有较高的精度，为工程实际提供了参考。
七、实验建议1. 在实验过程中，注意激振器的激振频率应与梁的固有频率接近，以提高实验精度；2. 信号采集时，应确保传感器粘贴牢固，避免信号干扰；3. 在数据处理过程中，注意滤波、去噪等预处理步骤，以提高数据质量；4. 实验过程中，应仔细观察梁的振动现象，以便及时发现问题并进行调整。
振动实验报告讲解
振动实验报告讲解振动与控制系列实验姓名：李⽅⽴学号：201520000111电⼦科技⼤学机械电⼦⼯程学院实验1 简⽀梁强迫振动幅频特性和阻尼的测量⼀、实验⽬的1、学会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f 0和阻尼⽐。
⼆、实验装置框图图3.1表⽰实验装置的框图图3-1 实验装置框图KCX图3-2 单⾃由度系统⼒学模型三、实验原理单⾃由度系统的⼒学模型如图3-2所⽰。
在正弦激振⼒的作⽤下系统作简谐强迫振动，设激振⼒F 的幅值B 、圆频率ωo(频率f=ω／2π)，系统的运动微分⽅程式为：扫频信号源动态分析仪计算机系统及分析软件打印机或绘图仪简⽀梁振动传感器激振器⼒传感器质量块M或 M F x dt dxdt x d M F x dt dx n dtx d FKx dt dx C dtx d M /2/222222222=++=++=++ωξωω（3-1）式中：ω—系统固有圆频率ω =K/Mn ---衰减系数 2n=C/M ξ---相对阻尼系数ξ=n/ωF ——激振⼒ )2sin(sin 0ft B t B F πω== ⽅程①的特解，即强迫振动为：)2sin()sin(0?π?ω-=-=f A A x （3-2）式中：A ——强迫振动振幅--初相位20222024)(/ωωωn M B A +-=（3-3）式(3-3)叫做系统的幅频特性。
将式(3-3)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3-3所⽰)：3-2 单⾃由度系统⼒学模型 3-3 单⾃由度系统振动的幅频特性曲线图3-3中，Amax 为系统共振时的振幅；f 0为系统固有频率，1f 、2f 为半功率点频率。
振幅为Amax 时的频率叫共振频率f 0。
在有阻尼的情况下，共振频率为：221ξ-=f f a (3-4) 当阻尼较⼩时，0f f a =故以固有频率0f 作为共振频率a f 。
梁的振动分析和动力测试实验研究的开题报告
梁的振动分析和动力测试实验研究的开题报告题目：梁的振动分析和动力测试实验研究一、研究背景与意义梁是结构工程中常用的一种承载构件，其振动特性的研究对于结构的设计与优化具有重要意义。
同时，随着科学技术的发展，传统的数值模拟方法已经无法满足工程实际需求，需要结合实验手段来探究梁的振动特性。
因此，本研究旨在通过理论分析与动力测试实验相结合，深入研究正弦波和实际载荷下梁的振动特性，并探索梁的优化设计方法，为结构工程的发展提供技术支持和理论指导。
二、研究内容与方案（一）研究内容1. 对正弦波激励下的梁进行振动分析，建立梁的振动理论模型。
2. 设计梁的动力测试实验方案，选取合适的测试仪器和测量方法。
3. 将实测数据与理论计算结果进行比较分析，验证梁的振动理论模型的可靠性。
4. 对梁的振动特性进行分析，探究梁的共振频率、振动模态及其影响因素。
5. 研究梁在实际载荷下的振动特性，并探析梁的优化设计方法。
（二）研究方案1. 确定研究对象及材料，选择合适的梁材料以及尺寸，并预先进行理论计算。
2. 设计正弦波激励下梁的振动实验方案，包括研究参数的选择及测量方法的确定。
3. 进行实验测量，获得实际的振动数据，并进行初步处理分析。
4. 建立梁的振动模型，通过理论计算获得梁的振动特性参数。
5. 对实验数据与理论计算结果进行验证和比较分析，确定梁的振动理论模型的可靠性和适用范围。
6. 研究梁在实际载荷下的振动特性，探索针对不同载荷的梁的优化设计方法。
三、研究意义与预期成果本研究旨在探究梁的振动特性，通过理论分析和实验测试相结合，建立梁的振动理论模型，并探索梁在实际载荷下的振动特性及其影响因素，为梁的优化设计提供理论支持和指导。
预期的成果包括：1. 建立梁的振动理论模型，为梁的振动特性分析提供理论基础。
2. 确定梁的共振频率、振动模态及其影响因素，为梁的优化设计提供参考。
3. 探索梁在实际载荷下的振动特性及其优化设计方法，为结构工程的发展提供技术支持和理论指导。
梁的振动实验报告
梁的振动实验报告摘要：本实验主要研究了梁的振动现象，通过对梁的不同振动模式进行测量和分析，验证了梁的振动特性与理论模型的吻合程度。
实验结果表明，梁的自由振动频率与其长度、材质和截面形状有关，可以通过实验测量得到的频率与理论计算结果相符。
Ⅰ.实验目的1.研究梁的振动现象，了解梁的振动特性。
2.通过实验测量梁的自由振动频率，并与理论计算结果进行比较，验证梁的振动模型。
Ⅱ.实验原理1.梁的自由振动：当梁在无外力作用下发生振动时，称为自由振动。
自由振动的频率与梁的长度、材质和截面形状有关。
2.理论分析：利用梁的挠度方程和边界条件，可以得到梁的振动模式及其频率。
Ⅲ.实验仪器和材料1.实验仪器：梁振动实验装置、电子计时器。
2.实验材料：金属梁、木梁、塑料梁。
Ⅳ.实验步骤1.准备工作：将不同材料的梁装在振动实验装置上，并调整装置的参数。
2.实验测量：将梁拉到一定偏置位置，释放后记录振动的周期，并测量梁的长度。
3.实验重复：重复以上步骤，分别对不同梁进行测量。
Ⅴ.实验数据处理与分析1.实验数据整理：将测得的振动周期和梁的长度整理成表格。
2.实验数据分析：根据实验数据，计算不同梁的自由振动频率，并与理论计算结果进行比较。
Ⅵ.结果与讨论1.实验结果：通过实验测量得到了不同梁的自由振动频率。
2.数据分析：将实验测量的频率与理论计算结果进行对比，分析其吻合程度。
3.结果讨论：根据实验结果和分析，讨论梁的振动特性、材料对振动频率的影响等。
Ⅶ.实验结论1.梁的自由振动频率与其长度、材质和截面形状有关。
2.实验测量得到的梁的自由振动频率与理论计算结果吻合较好，实验验证了梁的振动模型。
Ⅷ.实验心得通过本次实验，我对梁的振动特性有了更深入的了解，学会了利用实验方法进行梁的振动测量和分析。
实验结果的验证也增加了我对理论知识的信心。
但是，在实验过程中还存在一些误差和改进的地方，需要进一步加强实验技巧和方法。
普通混凝土梁实验报告
普通混凝土梁实验报告1. 实验目的本实验旨在通过对普通混凝土梁的试验研究，了解混凝土梁的受力性能和破坏特点，并掌握常见的梁的受力计算方法。
2. 实验原理混凝土梁是一种常见的结构构件，其受力性能和破坏特点对于工程设计和施工具有重要的指导意义。
混凝土梁在受力过程中主要承受弯曲力和剪力，因此梁的设计实际上是通过计算其抗弯能力和抗剪能力来确定尺寸和配筋。
混凝土梁的抗弯能力主要由混凝土的抗压强度和钢筋的抗拉强度共同决定。
普通混凝土梁通常采用双筋梁设计方法，将钢筋设置在梁的上、下两面，以承受混凝土在受弯过程中产生的拉应力。
为了确保梁的抗剪能力，还需设置横向钢筋。
本实验通过对普通混凝土梁的弯曲破坏和剪切破坏进行试验，探究混凝土梁的受力性能，验证结构力学理论计算方法的正确性。
3. 实验设备和材料3.1 实验设备- 弯曲试验机- 剪切试验机3.2 实验材料- 普通硅酸盐水泥- 砂子- 碎石- 水- 钢筋4. 实验步骤4.1 实验材料准备根据设计要求，按照一定比例准备混凝土的组分材料，包括水泥、砂子和碎石。
将这些材料按照一定比例混合并加水，搅拌均匀，制备出混凝土。
4.2 模具准备按照设计要求，制作适当尺寸的混凝土梁模具。
在模具内涂抹一层防粘剂，以便后续混凝土的顺利取出。
4.3 混凝土浇筑和养护将制备好的混凝土倒入模具中，并使用振动器进行振实。
待混凝土凝固后，将模具放置于恒温恒湿的养护室中，以保证混凝土逐渐达到预期的强度。
4.4 弯曲试验在混凝土梁的两个支点处，用试验机夹住梁体进行弯曲试验。
通过加载到梁上的力和变形的测量，得到梁的荷载-位移曲线。
根据曲线的变化可以分析梁的破坏特点。
4.5 剪切试验使用试验机进行混凝土梁的剪切试验。
通过加载到梁上的剪切力和剪切变形的测量，得到梁的剪切荷载-位移曲线。
根据曲线的变化可以分析梁的破坏特点。
5. 实验结果分析根据实验所得的弯曲试验和剪切试验数据，进行如下分析：5.1 弯曲试验结果分析从荷载-位移曲线可见，混凝土梁的初始阶段呈现线性变化，当加载达到一定荷载后，梁开始出现明显的非线性变形，直至破坏。
振动实验报告1
振动实验报告1实验⼀振动系统固有频率的测试⼀、实验⽬的：1、学习振动系统固有频率的测试⽅法；2、学习共振动法测试振动固有频率的原理与⽅法；3、学习锤击法测试振动系统固有频率的原理与⽅法；⼆、实验原理1、简谐⼒激振1）幅值判别法在激振功率输出不变的情况下，由低到⾼调节激振器的激振频率，通过⽰波器，我们可以观察到在某⼀频率下，任⼀振动量（位移、速度、加速度）幅值迅速增加，这就是机械振动系统的某阶固有频率。
这种⽅法简单易⾏，但在阻尼较⼤的情况下，不同的测量⽅法得出的共振动频率稍有差别，不同类型的振动量对振幅变化敏感程度不⼀样，这样对于⼀种类型的传感器在某阶频率时不够敏感。
2）相位判别法相位判法是根据共振时特殊的相位值以及共振动前后相位变化规律所提出来的⼀种共振判别法。
在简谐⼒激振的情况下，⽤相位法来判定共振是⼀种较为敏感的⽅法，⽽且共振是的频率就是系统的⽆阻尼固有频率，可以排除阻尼因素的影响。
A．位移判别共振将激振动信号输⼊到采集仪的第⼀通道（即X 轴），位移传感器输出信号或通过ZJY-601A 型振动教学仪积分档输出量为位移的信号输⼊到第⼆通道（即Y 轴），此时两通道的信号分别为激振信号为：位移信号为：共振时，，X 轴信号和Y 轴信号的相位差为p / 2，根据利萨如图原理可知，屏幕上的图象将是⼀个正椭圆。
当w 略⼤于n w 或略⼩于n w 时，图象都将由正椭圆变为斜椭圆，其变化过程如下图所⽰。
因此图象图象由斜椭圆变为正椭圆的频率就是振动体的固有频率。
B．速度判别共振将激振信号输⼊到采集仪的第⼀通道（即X 轴），速度传感器输出信号或通过ZJY-601A 型振动教学仪积分档输出量为速度的信号输⼊到第⼆通道（即Y 轴），此时两通道的信号分别为：激振信号为：速度信号为：共振时，，X 轴信号和Y 轴信号的相位差为p / 2。
根据利萨如图原理可知，屏幕上的图象应是⼀条直线。
当w 略⼤于n w 或略⼩于n w 时，图象都将由直线变为斜椭圆，其变化过程如下图所⽰。
单自由度系统强迫振动(悬臂梁)
单自由度系统强迫振动（悬臂梁）一、实验目的 １、 测定带有集中荷重的悬臂梁系统，在自由端部位移激励下引起的强迫振动的振幅频率特性曲线；借助幅频特性曲线，求出系统的固有频率及阻尼常数； ２、 初步了解振动测试的一些仪器设备及测试方法。
二、实验装置及原理 １、 实验装置 一个单层框架结构的悬臂梁系统，固定端固定在底板上，自由端与激振器连接，其简图如图１所示。
这个系统可看作如图２所示的，有阻尼的单自由度弹簧质量系统。
其中： ｍ：为悬臂梁系统的等效质量； ｋ：为悬臂梁系统的等效弹簧常数； ｃ：为悬臂梁系统的阻尼常数； ｘ（ｔ）：为激振器激振器（谐振动）位移，ｘ（ｔ）＝Ａｓｉｎωｔ。
２、 实验原理 图３ 测试系统的框图如图３所示。
信号发生器可调节激振器的激振频率，激振器的激振频率由计数器读得，悬臂梁自由端的幅值由传感器经电荷放大器转换并放大，由电压表读得。
三、实验步骤 １、 开机，注意开机顺序依次为：信号发生器、功率放大器、频率计数器和测振仪。
２、 调节信号发生器（其振幅一般保持不变）和功率放大器，使激振器以较小的振幅激振；激振器然后调节信号发生器的频率，从１０－４０Ｈｚ扫频，使振幅达到最大，即找到系统的共振频率，再轻微调节功率放大器的振幅峰Ｆ０，使共振时的位移达到所需振幅。
３、 然后从低频段各点扫描，找出各点频率下对应的位移振幅，频率间隔根据不同情况选取（最好以位移振幅选取），并把各点数据记录表中和填入方格纸中，完成幅频曲线的绘制。
４、 检查幅频曲线的正确与否，偏差较大时，重新找取相应点的数据。
根据图示幅频曲线，由如下关系式计算系统的固有频率和阻尼常数。
５、 关机，把功率放大器的振幅调至最小，然后关闭仪器的电源，关机顺序正好与开机顺序相反。
四、实验数据记录及计算结果 序号 频率 振幅 １ ２ …． 按照幅频曲线，运用半功率原理得到： 10 36Frequency Response Function CurveA /A maxf (Hz)1固有频率：m n f f =， 带宽：12f f f −=∆ 相对阻尼系数：nf f2∆=ζ 五、实验要求 １、 实验前必须带好方格纸，在实验过程中，将所测数据填入方格纸中，画出曲线的草图，并让老师检查方可离开。
桥梁模态分析实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过桥梁模态分析，了解桥梁结构的动力特性，包括自振频率、振型和阻尼比等。
通过实验，加深对桥梁结构动力响应分析的理解，为桥梁设计、维护和检测提供理论依据。
二、实验原理桥梁模态分析是研究桥梁结构动力响应的一种方法，通过分析桥梁结构的振动特性，可以了解其在受到外部激励时的响应情况。
实验原理主要包括以下几个方面：1. 振动方程：根据牛顿第二定律，桥梁结构的振动方程可以表示为：\[ m\ddot{u} + c\dot{u} + ku = F(t) \]其中，\( m \) 为质量矩阵，\( c \) 为阻尼矩阵，\( k \) 为刚度矩阵，\( u \) 为位移向量，\( F(t) \) 为外部激励。
2. 特征值问题：桥梁结构的振动方程是一个齐次方程，当外部激励为零时，解的形式为：\[ m\ddot{u} + c\dot{u} + ku = 0 \]通过求解该齐次方程的特征值问题，可以得到桥梁结构的自振频率和振型。
3. 模态参数识别：在实际工程中，由于测量误差和外界因素的影响，无法直接得到桥梁结构的自振频率和振型。
因此，需要通过实验手段进行模态参数识别。
常用的方法包括时域分析法、频域分析法和时频分析法等。
三、实验设备1. 桥梁模型：本次实验采用一根简支梁作为桥梁模型，长度为3米，截面尺寸为100mm×100mm。
2. 激振器：用于施加外部激励，产生桥梁结构的振动。
3. 传感器：用于测量桥梁结构的振动响应，包括加速度传感器和位移传感器。
4. 数据采集系统：用于采集传感器信号，并进行实时处理和分析。
四、实验步骤1. 搭建实验模型：将简支梁固定在实验平台上，确保其稳定。
2. 安装传感器：在桥梁模型的适当位置安装加速度传感器和位移传感器。
3. 激振：通过激振器对桥梁模型施加正弦激励，产生桥梁结构的振动。
4. 采集数据：使用数据采集系统采集加速度传感器和位移传感器的信号。
5. 数据处理：对采集到的信号进行滤波、去噪等预处理，然后进行时域分析、频域分析和时频分析，识别桥梁结构的模态参数。
实验 桥梁振动测量实验
实验桥梁振动测量实验一、实验目的：1. 学会用搭建桥梁2.掌握利用数据采集器和微机分析传感器数据3．通过数据曲线比较在桥梁不同位置上小车运动所产生力的情况4.研究桥梁共振。
二、实验仪器：PASCO850数据采集器、微型计算机一台、振动器、桥梁组件等三、实验介绍：研究用手或锤子敲击拱桥所产生的谐振模式。
对产生的振动做FFT变换以找到共振模式。
然后用拟合了每一个谐振频率的正弦力驱动桥梁。
将两个力传感器单元当做检测器对振动进行检测，三个负载单元沿桥梁跨度等间隔的放置。
对于任何特定的谐振模式，单个负载单元可能是被力驱动较多，也可能是静止不动的,这是由振荡节点所在的位置决定。
驱动力是由振动器提供，振动器是由信号发生器带动并且由橡皮粘贴到桥梁上，以便振动器在正弦运动中对桥梁进行推拉。
驱动力是由黏贴在桥梁上的一个负载单元测量。
可以对桥梁引入缺陷，例如重新移动一根或多根工字型梁,然后重复实验，观察桥梁振动的变化。
图1 本实验搭建的桥梁图之一图2 本实验可选择搭建的桥梁图之二连接到850数据采集器四、实验设置：1. 参考本实验后面的附录说明，构造系杆拱桥。
2. 将2个5 N的负载单元按它们在桥梁上的位置对应的连接到六通道力传感器的前2个端口上。
3. 可以选择将100 N的负载单元连接到六通道力传感器的第六个端口上。
4. 将六通道力传感器插进到850接口并使用PASPORPT的任意端口。
5. 使用两条电源线（香蕉线）将机械波动发生器(SF - 9324)连接到850接口的#1号信号输出端。
6. 通过六通道力传感器前面的“Tare”按钮，对负载单元进行调零。
图3 连接到850数据采集器7. 在Capstone软件上创建一个带有二个图形区的FFT显示框,挑选出二个负载单元中每个元件的受力情况。
创建二个Run-Tracked用户输入数据表,命名为“Res.频率1”和“Res.频率2”,分别代表了每个负载单元的共振频率。
图4有两个图形区的FFT显示框五、实验步骤：1.在Capstone软件上设置采样率为70 Hz。
实验五简支梁固有频率测试实验1
实验五 简支梁固有频率测试实验一、 实验目的：1、 掌握固有频率测试的工程意义及测试方法。
2、 掌握用共振法、李萨育图形法测量振动系统的固有频率的方法及步骤。
3、 加深了解常用简单振动测试仪器的使用方法。
二、实验设备和工具1.机械振动综合实验装置（安装简支梁） 1套2.激振器及功率放大器 1套3.加速度传感器 1台4.电荷放大器 1台5.数据采集仪 1台6.信号分析软件 1套三、实验内容1．用共振法测量简支梁固有频率共振法测量振动系统的固有频率是比较常用的方法之一。
共振是指当激振频率达到某一特定值时，振动量的振动幅值达到极大值的现象。
由弹性体振动理论可知，计算简支梁固有频率理论解为：APEJ L f 20115.49 式中，L 为简支梁长度（cm ）；E 为材料弹性系数（kg/cm 2）;A 为梁横截面积（cm 2）；P 为材料比重（kg/cm 3）；J 为梁截面弯曲惯性矩（cm 4）。
用共振法测量简支梁固有频率的仪器连接如图1所示图1测量双简支梁固有频率框图2．用李萨育图形法测量简支梁固有频率李萨育图形是由运动方向相互垂直的两个简谐振动的合成运动轨迹。
李萨育图形可以通过示波器或数据采集软件的X-Y轨迹图观察到。
在图的X、Y 轴上同时输入简谐振动两个信号，这两个信号不同的相位差合成不同的李萨育图形如图2所示。
振动的位移、速度及加速度的幅值其各自达到极大值时频率是不同的，只有在无阻尼的情况下，它们频率才相等，并且等于振动系统的固有频率。
但在弱阻尼的情况下，三种共振频率接近系统的固有频率。
只有速度共振频率真正和固有频率相等，所以用速度共振的相位差判别共振。
判别依据是系统发生速度共振时，激振力和速度响应之间的相位差为90°，依据位移、速度、加速度响应判断速度共振的李萨育图形如图3~5所示。
θ=00 θ=450 θ=900 θ=1350 θ=1800图2 不同相位差信号合成的李萨育图形n ωω< n ωω= n ωω>图3用位移响应判断速度共振n ωω< n ωω= n ωω>图4用速度响应判断速度共振n ωω< n ωω= n ωω>图5用加速度响应判断速度共振四、实验原理固有频率是振动系统的一项重要参数。
强度振动实验报告(包含梁模态实验和转子动力学实验)
结构强度与振动实验技术报告学院：能源与动力学院姓名：学号：SX1导师：指导教师：沈承同组人员：2015年6月实验一 单自由度系统的动力吸振实验一、实验目的通过对单自由度系统施加动力吸振器，减小其振动量，观察实验现象，灵活掌握动力减振实验方法。
二、实验内容基于二自由度反共振原理设计动力吸振的基本理论，测试单自由度系统的固有频率，了解动力吸振器的设计过程，采用动力吸振器后单自由度系统的减振效果。
三、实验原理所谓吸振就是将原系统的振动能量转移到附加系统，从而使原系统的振动减小。
动力吸振器利用联结在振动系统上的附加质量的动力来实现吸振，即将原振动系统的振动能量转移到附加的弹簧质量振动系统上了。
单式动力吸振器是一个单自由度振动系统，与单自由度振动主系统一起构成二自由度系统，力学模型如右图所示。
主系统质量1m ，刚度1k ，位移1y 。
吸振器质量m ，刚度k ，位移y 。
激扰力为sin F t ω。
系统的运动微分方程如下（无阻尼）：()1112122sin m y k k y k y F t ω++-=()122210m y k y y +-=设其稳态响应为11sin y A t ω=22sin y A t ω=代入得到：()()()2221222121222F k m A kk m km kωωω-=+---()()22222121222Fk A k k m k m k ωω=+--- 令111/k m ω=——主系统的固有角频率； 222/k m ω=——动力吸振器的固有角频率； 1/st F k δ=——主系统的静位移；21/m m μ=——质量比值；上式可以改变为无量纲形式：()()()()()22122222122211/1//1//stA ωωδμωωωωωωμωω-=⎡⎤⎡⎤+---⎣⎦⎣⎦()()()()2222221222111//1//stA δμωωωωωωμωω=⎡⎤⎡⎤+---⎣⎦⎣⎦当单式动力吸振器的固有角频率2ω等于外力的角频率ω时，外力正好等于动力吸振器的弹性恢复力22k A ，此时设备不振动，从而达到了减震的目的。
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。
强度振动实验报告材料(包含梁模态实验和转子动力学实验)
结构强度与振动实验技术报告学院：能源与动力学院姓名：学号：SX1导师：指导教师：沈承同组人员：2015年6月实验一 单自由度系统的动力吸振实验一、实验目的通过对单自由度系统施加动力吸振器，减小其振动量，观察实验现象，灵活掌握动力减振实验方法。
二、实验内容基于二自由度反共振原理设计动力吸振的基本理论，测试单自由度系统的固有频率，了解动力吸振器的设计过程，采用动力吸振器后单自由度系统的减振效果。
三、实验原理所谓吸振就是将原系统的振动能量转移到附加系统，从而使原系统的振动减小。
动力吸振器利用联结在振动系统上的附加质量的动力来实现吸振，即将原振动系统的振动能量转移到附加的弹簧质量振动系统上了。
单式动力吸振器是一个单自由度振动系统，与单自由度振动主系统一起构成二自由度系统，力学模型如右图所示。
主系统质量1m ，刚度1k ，位移1y 。
吸振器质量m ，刚度k ，位移y 。
激扰力为sin F t ω。
系统的运动微分方程如下（无阻尼）：()1112122sin m y k k y k y F t ω++-=()122210m y k y y +-=设其稳态响应为11sin y A t ω=22sin y A t ω=代入得到：()()()2221222121222F k m A k k m k m k ωωω-=+---()()22222121222Fk A k k m k m k ωω=+--- 令111/k m ω=——主系统的固有角频率；222/k m ω=——动力吸振器的固有角频率；1/st F k δ=——主系统的静位移；21/m m μ=——质量比值；上式可以改变为无量纲形式：()()()()()22122222122211/1//1//stA ωωδμωωωωωωμωω-=⎡⎤⎡⎤+---⎣⎦⎣⎦()()()()2222221222111//1//st A δμωωωωωωμωω=⎡⎤⎡⎤+---⎣⎦⎣⎦当单式动力吸振器的固有角频率2ω等于外力的角频率ω时，外力正好等于动力吸振器的弹性恢复力22k A ，此时设备不振动，从而达到了减震的目的。
实验二 梁的振动测试
实验二梁的振动测试
一、实验目的
1．了解差动变压器的结构工作原理和特性；
2．了解差动变压器测量振动的原理和方法；
二、实验设备及器材
1．差动变压器式位移传感器一个
2．螺旋测微仪一台
3．正弦信号发生器（U0=0-5V，f=1-5kHz）一台
4．低频振荡器
5．示波器
三、实验原理
根据差动变压器的结构，差动变压器的原、副边之间的互感随铁心的移动而变化。
当铁心处于中间位置时，副边线圈的互感系数相等，因副边线圈绕向相反，所以输出电压为零。
当铁心移动时，副边两线圈的感应电动势不同，输出就不为零。
通过测量输出电压大小就可以反映铁心位移的大小。
将低频振荡器输出接入振动源的低频输入端，调节低频振荡器的幅度旋钮和频率旋钮，使振动平台的振荡较为明显，用示波器观测波形。
保持低频振荡器幅度不变，改变振动频率，发现振动频率和输出电压呈比例关系。
四、实验内容及数据处理
1．将差动变压器装在差动变压器实验模板上，螺旋测微器用两只螺母固定在支架上并将铁心插入传感器螺线管内；系统调零；满度调节；
使铁心上移或下移到满量程（1mm），调节信号发生器输出电压。
表头读数为零时作为起点，分别上旋，下旋1mm，每次移动0.2mm，分别将位移量和对应的输出电压填入表中。
2．将低频振荡器输出接入振动源的低频输入端，调节低频振荡器的幅度旋钮和频率旋钮，使振动平台的振荡较为明显，用示波器观测波形。
保持低频振荡器幅度不变，改变振动频率，用示波器观测输出，读出峰峰电压，记录实验数据。
五、思考题
1．零点残余电压如何消除？
2．如何用压电传感器，电涡流传感器进行振动测量试验。
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。
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《机械振动学》实验报告
实验名称梁的振动实验
专业航空宇航推进理论与工程
姓名刘超
学号 SJ1602006
南京航空航天大学
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
2017年01月06日
1实验目的
改变梁的边界条件，对比分析不同边界条件，梁的振动特性（频率、振型等）。
对比理论计算结果与实际测量结果。
正确理解边界条件对振动特性的影响。
2实验内容
对悬臂梁、简支梁进行振动特性对比，利用锤击法测量系统模态及阻尼比等。
3实验原理
3.1 固有频率的测定
悬臂梁作为连续体的固有振动，其固有频率为：
()1,2,.......r r l r ωλ==其中， 其一、二、三、四阶时， 1.87514.69417.854810.9955.....r l λ=、
、、 简支梁的固有频率为：
()1,2,.......r r l r ωλ==其中 其一、二、三、四阶时， 4.73007.853210.995614.1372.....r l λ=、
、、 其中E 为材料的弹性模量，I 为梁截面的最小惯性矩，ρ为材料密度，A 为梁截面积，l 为梁的长度。
试件梁的结构尺寸：长L=610mm, 宽b=49mm, 厚度h=8.84mm. 材料参数： 45＃钢，弹性模量E ＝210 (GPa), 密度ρ＝7800 (Kg/m 3)
横截面积：A ＝4.33*10-4 (m 2),
截面惯性矩：J ＝3
12
bh =2.82*10-9(m 4)
则梁的各阶固有频率即可计算出。
3.2、实验简图
图1 悬臂梁实验简图
图2简支梁实验简图
实验仪器
本次实验主要采用力锤、加速度传感器、YE6251数据采集仪、计算机等。
图3和图4分别为悬臂梁和简支梁的实验装置图。
图5为YE6251数据采集仪。
图3 悬臂梁实验装置图
图4 简支梁实验简图
图5 YE6251数据采集分析系统
实验步骤
1:"在教学装置选择"中，选择结构类型为"悬臂梁"，如果选择等份数为17，将需要测量17个测点。
2:本试验可采用多点激励，单点响应的方式，如果是划分为17等份,请将拾振点放在第5点。
3:请将力锤的锤头换成尼龙头,并将力通道的低通滤波器设置为1KHz,将拾振的加速度通道的低通滤波器设置为2KHz。
4:用力锤对第1点激振，对应的激励为f1,响应为1，平均3次，对应的数据为第1批数据，以此类推，测量完全部测点。
5:选择"教学装置模态分析和振型动画显示"，调入测量数据进行分析。
6："在教学装置选择"中，选择结构类型为"简支梁"，如果选择等份数为17，将需要测量17个测点。
重复2—5的步骤，得到简支梁的试验数据和结果。
实验数据记录和整理
图6 悬臂梁的传递函数幅值和相位
图7 悬臂梁的固有振型、频率和阻尼比
8 简支梁的传递函数幅值和相位
图9 简支梁的固有振型、频率和阻尼比
1、梁的各阶固有频率（理论值）
通过实验原理中推导的公式可以计算出梁的各阶固有频率的理论值如表1中所示：
两端固支梁各阶固有频率（Hz）悬臂梁各阶固有频率（HZ）一阶126.71 19.91
二阶349.30 124.80
三阶684.76 349.44
四阶1131.96 684.75
2、梁的各阶固有频率（实验值）
3、实验结果比
4、误差分析及实验思考
从实验结果对比中可以得出实验值与理论值存在着较大的误差。
产生这些误差的原因可能有如下几点因素：
1、在实验中，由于实验仪器的关系，固支端并非完全的固支，梁在振动过程可能幅度偏大，即相当于梁的等效刚度变小，所以这也是测得的梁的固有频率偏大的的主要原因。
2、在梁的实际振动过程中，是梁横向振动和纵向振动的叠加。
此次实验中我们只是考虑梁的横向振动，而没有考虑纵向振动的影响，使得测量得到的梁横向振动固有频率出现误差
3、在实验中不断的敲击梁的各个敲击点时，会使梁两端边界条件产生松动，并且人为敲击不能保证每次敲击都作用到同样的位置，从而影响实验精度。
4、在手动模态定阶时，由于计算出来的传递函数波峰较多手动定阶不一定准确，
导致最后得到的固有频率出现误差。