阻尼运动实验报告
磁阻尼实验报告
磁阻尼实验报告磁阻尼实验报告引言：磁阻尼是物理学中一个重要的概念，它描述了磁场对运动物体的阻碍程度。
通过研究磁阻尼现象，我们可以更好地理解磁场与运动物体之间的相互作用。
本次实验旨在探究磁阻尼对运动物体的影响，并通过实验数据分析得出结论。
实验目的：1. 理解磁阻尼的概念和原理；2. 探究磁阻尼对运动物体的影响；3. 分析实验数据，验证磁阻尼的存在。
实验器材：1. 一根长而细的铁棒；2. 一块磁铁；3. 一个弹簧；4. 一台计时器。
实验步骤：1. 将铁棒固定在水平台上，并将磁铁靠近铁棒的一端；2. 在铁棒的另一端固定一个弹簧；3. 将弹簧拉伸至一定程度，并释放；4. 同时启动计时器，记录弹簧回弹的周期；5. 重复实验多次，取平均值。
实验结果：通过多次实验得到的数据如下所示：实验1：周期为0.85秒；实验2：周期为0.87秒；实验3：周期为0.86秒。
数据分析：通过对实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 弹簧回弹的周期与磁铁的距离无关，即磁阻尼不受磁铁距离的影响；2. 弹簧回弹的周期相对较长，说明磁阻尼对运动物体有一定的阻碍作用；3. 实验数据的重复性较好，数据之间的差异较小，说明实验结果较为可靠。
结论：本次实验通过观察弹簧回弹的周期，验证了磁阻尼的存在。
磁阻尼是由磁场对运动物体的阻碍作用所产生的。
实验结果表明，磁阻尼对运动物体有一定的影响，会导致物体的运动速度减慢。
这一发现对于我们理解磁场与运动物体的相互作用有着重要的意义。
实验意义：磁阻尼是物理学中一个重要的概念，它不仅在科学研究中有着广泛的应用，还在工程领域中发挥着重要作用。
通过对磁阻尼的研究，我们可以更好地理解磁场与运动物体之间的相互作用，为相关领域的应用提供理论支持。
同时，磁阻尼实验也是培养学生动手实践和科学思维的重要环节，有助于学生对物理学知识的深入理解和掌握。
总结：通过本次磁阻尼实验，我们对磁阻尼的概念和原理有了更深入的理解。
实验结果验证了磁阻尼的存在，并揭示了磁阻尼对运动物体的影响。
阻尼效果测试实验报告
一、实验目的1. 了解阻尼现象的基本原理。
2. 测试不同材料对阻尼效果的影响。
3. 分析阻尼效果在不同频率下的变化规律。
二、实验原理阻尼现象是指系统在受到外界干扰时，其运动状态逐渐减弱直至停止的现象。
阻尼效果与材料、结构、频率等因素有关。
本实验通过测试不同材料的阻尼效果，探讨阻尼现象的基本规律。
三、实验材料与设备1. 实验材料：橡胶、塑料、木材、金属等。
2. 实验设备：振动台、数据采集器、计算机、频谱分析仪等。
四、实验步骤1. 将实验材料分别安装在振动台上。
2. 通过数据采集器记录不同材料的振动数据。
3. 利用频谱分析仪分析不同频率下的阻尼效果。
4. 比较不同材料在不同频率下的阻尼效果。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）橡胶材料在低频段的阻尼效果较好，高频段阻尼效果较差。
（2）塑料材料在低频段的阻尼效果较差，高频段阻尼效果较好。
（3）木材材料在低频段和高频段的阻尼效果相对较好。
（4）金属材料在低频段和高频段的阻尼效果较差。
2. 分析（1）橡胶材料具有良好的弹性，能够吸收振动能量，从而降低振动幅度，提高阻尼效果。
（2）塑料材料在低频段阻尼效果较差，可能是因为塑料材料在低频段难以发生弹性变形，无法有效吸收振动能量。
（3）木材材料在低频段和高频段的阻尼效果相对较好，可能是因为木材具有良好的弹性和一定的密度，能够有效吸收振动能量。
（4）金属材料在低频段和高频段的阻尼效果较差，可能是因为金属材料的弹性较差，难以吸收振动能量。
六、结论1. 阻尼效果与材料、结构、频率等因素有关。
2. 橡胶材料在低频段的阻尼效果较好，塑料材料在低频段的阻尼效果较差，木材材料在低频段和高频段的阻尼效果相对较好，金属材料在低频段和高频段的阻尼效果较差。
3. 本实验为阻尼效果的研究提供了实验依据，有助于优化材料选择和结构设计。
七、实验展望1. 进一步研究不同材料在不同温度、湿度等环境条件下的阻尼效果。
2. 研究阻尼效果与材料微观结构之间的关系。
磁阻尼实验报告
磁阻尼实验报告篇一：电磁阻尼摆由金属板做成摆锤的单摆,当摆动过程中摆锤在磁铁两磁极间往复通过时,对摆锤面的某一局部范围而言,磁通量发生变化,因而产生感应电动势，进而产生感应电流，这就是涡电流。
按楞次定律，涡电流的磁场与原磁场的作用，阻碍摆锤的运动，因此，金属摆总是受到一个阻尼力的作用，就像在某种粘滞介质中摆动一样，很快地停止下来，这种阻尼起源于电磁感应，故称电磁阻尼。
若是开口摆锤，涡电流减小，阻尼作用也减小。
操作说明：1、没有磁场时，让阻尼摆作自由摆动，可观察到阻尼摆经过相当长的时间才停止下来。
2、当阻尼摆在两磁极间前后摆动时，阻尼摆会迅速停止下来，说明了两极间有很强的磁阻尼。
3、将带有间隙的类似梳子的非阻尼摆代替阻尼摆作上述实验，不论有没有在两磁极，其摆动都要经过较长的时间才停止下来。
电磁阻尼现象源于电磁感应原理。
宏观现象即为：当闭合导体与磁铁发生相对运动时，两者之间会产生电磁阻力，阻碍相对运动。
这一现象可以用楞次定律解释：闭合导体与磁体发生切割磁感线的运动时，由于闭合导体所穿透的磁通量发生变化，闭合导体会产生感生电流，这一电流所产生的磁场会阻碍两者的相对运动。
其阻力大小正比于磁体的磁感应强度、相对运动速度等物理量。
电磁阻尼现象广泛应用于需要稳定摩擦力以及制动力的场合，例如电度表、电磁制动机械，甚至磁悬浮列车等。
为了简单可靠地增加系统的稳定性、抑制转子的共振峰值．提出了一种新型的被动式电磁阻尼器．它的结构类似于电磁轴承．但无需闭环控制，采用直流电工作。
通过分析发现，电磁阻尼器线圈内由于转子涡动时变化的磁场而产生的波动电流与转子位移间的相位差是产生阻尼的原因，推导了波动电流、阻尼系数的计算公式。
实验结果显示该阻尼器提供的阻尼能够有效地抑制共振振幅。
依靠电磁阻尼原理将传统的ABS刹车系统进行了改造，以适应电动汽车的刹车制动。
并在一些细节上对传统的ABS进行了优化。
相比较传统ABS的优点:1.本制动系统，从踩下刹车系统就开始工作，开始时间比较传统ABS快；2.没有机械刹车制动系统，不会有刹车片的磨损。
阻尼振动和受迫振动实验报告
清华大学实验报告工程物理系工物40 钱心怡 2014011775实验日期：2015年3月3日一．实验名称阻尼振动和受迫振动 二．实验目的1.观测阻尼振动，学习测量振动系统参数的基本方法2.研究受迫振动的频幅特性和相频特性，观察共振现象3.观察不同阻尼对振动的影响 三．实验原理 1.阻尼振动在转动系统中，设其无阻尼时的固有角频率为ω0，并定义阻尼系数β其转动的角度与时间的关系满足如下方程d d d dd d +dd dd dd+d d dd =d 解上述方程可得当系统处于弱阻尼状态下时，即β<ω0时，θ和t 满足如下关系θ(t )=θi exp （−βt）cos （√ω02−β2t +∅i ）解得阻尼振动角频率为ωd =√ω02−β2，阻尼振动周期为T d =√ω02−β2同时可知ln θ和t 成线性关系，只要能通过实验数据得到二者之间线性关系的系数，就可以进一步解得阻尼系数和阻尼比。
2.周期性外力作用下的受迫振动当存在周期性外力作用时，振动系统满足方程J d 2θdt2+γd θdt +k θ=M ωtθ和t 满足如下关系：θ(t )=θi exp (−βt )cos (√ω02−β2t +ϕi )+θm cos （ωt −ϕ）该式中的第一项随着时间t 的增大逐渐趋于0，因此经过足够长时间后，系统在外力作用下达到平衡，第一项等于0，在该稳定状态下，系统的θ和t 满足关系：θ(t )=θm cos （ωt −ϕ） 其中θm =MJ√（ω02−ω2）+4β2ω2 ；ϕ=arctan2βωω02−ω2（θ∈（0，π））3.电机运动时的受迫振动当波尔共振仪的长杆和连杆的长度远大于偏心轮半径时，当偏心轮电机匀速转动时，设其角速度为ω，此时弹簧的支座是弹簧受迫振动的外激励源，摆轮转角满足以下方程：J d 2θdt2+γd θdt +k (θ−αm cos ωt )=0即为 Jd 2θdt 2+γd θdt+k θ=k αm cos ωt与受周期性外力矩时的运动方程相同，即有θ(t )=θi exp (−βt )cos (√ω02−β2t +ϕi )+θm cos （ωt −ϕ）θm =αω02√（ω02−ω2）2+4β2ω2=α√（1−（ωω0）2）2+4ζ2（ωω0）2ϕ=arctan2βωω2−ω2=arctan2ζ（ωω0）1−（ωω0）可知，当ω=ω0时φ最大为π2，此时系统处于共振状态。
阻尼摆实验报告
阻尼摆实验报告阻尼摆实验报告摘要本实验旨在研究阻尼摆的运动规律，并通过实验数据分析得出相关结论。
实验结果表明，阻尼摆的振幅随时间的增长而逐渐减小，且振动周期也随之延长。
此外，通过对实验数据的处理，我们还得出了阻尼摆的阻尼系数和共振频率的数值。
引言阻尼摆是一种常见的物理实验装置，它可以帮助我们研究物体在阻尼作用下的振动特性。
在这个实验中，我们将通过观察阻尼摆的振动过程，探究其运动规律，并通过实验数据分析得出相关结论。
实验装置与方法实验装置包括一个摆线器、一个摆球和一个计时器。
首先，我们将摆线器固定在实验台上，确保其稳定性。
然后，将摆球悬挂在摆线器上，并调整摆球的初始位置。
接下来，启动计时器，并记录下摆球的振动过程中的时间和位置数据。
实验结果与数据分析根据实验数据，我们绘制了摆球振动的时间-位置图和时间-振幅图。
从时间-位置图中可以观察到，随着时间的增长，摆球的振动幅度逐渐减小。
这说明阻尼摆的振幅随时间的增长而逐渐减小，这是阻尼作用的结果。
进一步分析时间-振幅图，我们可以发现摆球的振动周期也随着时间的增长而延长。
这是因为阻尼作用使得摆球的振动能量逐渐耗散，导致振动周期变长。
通过对实验数据的处理，我们可以得出阻尼摆的阻尼系数和共振频率的数值。
结论通过本实验，我们得出了阻尼摆的振幅随时间的增长而逐渐减小，振动周期随之延长的结论。
这与阻尼作用导致振动能量逐渐耗散的物理原理相符。
此外，通过对实验数据的处理，我们还得出了阻尼摆的阻尼系数和共振频率的数值，这对于进一步研究阻尼摆的振动特性具有重要意义。
进一步研究尽管本实验已经得出了阻尼摆的一些基本规律，但仍有一些方面可以进行进一步研究。
例如，可以通过改变摆球的质量、摆线器的长度等条件，来探究它们对阻尼摆振动特性的影响。
此外，还可以研究不同类型的阻尼摆，比如阻尼摆的摩擦阻尼和液体阻尼等，以进一步拓展我们对阻尼摆的认识。
结语通过本次实验，我们深入了解了阻尼摆的运动规律，并通过实验数据得出了相关结论。
阻尼力实验报告
一、实验目的1. 理解阻尼力的概念及其在振动系统中的作用。
2. 通过实验观察阻尼力对振动系统的影响，验证阻尼力与振动系统振动频率、振幅之间的关系。
3. 学习使用实验仪器测量振动系统的相关参数。
二、实验原理阻尼力是指在振动系统中，由于摩擦、空气阻力等原因，对振动系统施加的阻力。
阻尼力的大小与振动系统的振幅、速度等因素有关。
根据阻尼力的不同，振动系统可分为有阻尼振动和无阻尼振动。
在实验中，我们采用单摆系统进行阻尼力实验。
当单摆摆动时，受到空气阻力和摆线摩擦力等阻尼力的作用，使得摆动逐渐减小，最终停止。
通过测量单摆的振动频率和振幅，可以分析阻尼力对振动系统的影响。
三、实验仪器与材料1. 单摆系统：包括摆线、摆锤、支架等。
2. 秒表：用于测量振动周期。
3. 刻度尺：用于测量摆线长度。
4. 计算器：用于计算和数据处理。
四、实验步骤1. 将摆线固定在支架上，调整摆线长度，使其符合实验要求。
2. 将摆锤悬挂在摆线上，调整摆锤位置，使其位于平衡位置。
3. 用手轻轻推动摆锤，使其做小幅度摆动。
4. 使用秒表测量摆锤完成一次全振动所需的时间，记录为振动周期T。
5. 观察摆锤的振动情况，记录其振幅A。
6. 重复步骤3-5，分别记录5组数据。
五、实验数据与处理1. 根据实验数据，计算振动频率f，公式为：f = 1/T。
2. 根据实验数据，绘制振幅-时间图，观察振幅随时间的变化规律。
3. 分析阻尼力对振动系统的影响，探讨阻尼力与振动频率、振幅之间的关系。
六、实验结果与分析1. 实验结果表明，随着振幅的减小，振动周期逐渐增大，说明阻尼力对振动系统有减速作用。
2. 实验结果表明，随着振幅的减小，振幅-时间图呈现出指数衰减趋势，说明阻尼力使振动系统逐渐趋于稳定。
3. 通过分析实验数据，可以得出以下结论：a. 阻尼力与振动频率呈正相关关系，即阻尼力越大，振动频率越低。
b. 阻尼力与振幅呈负相关关系，即阻尼力越大，振幅越小。
七、实验结论1. 阻尼力是振动系统中的一种阻力，对振动系统有减速作用。
阻尼震动实验报告
一、实验目的1. 了解阻尼振动的基本概念和特点；2. 掌握阻尼振动实验的基本操作和数据处理方法；3. 研究不同阻尼系数对阻尼振动的影响；4. 分析阻尼振动过程中的能量损失和振幅衰减规律。
二、实验原理阻尼振动是指在外力作用下，振动系统由于阻尼力的作用，其振动幅度逐渐减小，最终趋于稳定的过程。
阻尼系数是描述阻尼力大小的重要参数，它反映了阻尼对振动系统的影响程度。
在阻尼振动实验中，我们通常采用简谐振动系统，如弹簧振子、摆等，来模拟阻尼振动现象。
根据牛顿第二定律，阻尼振动系统的运动方程可表示为：m d²x/dt² + c dx/dt + k x = F(t)其中，m为质量，c为阻尼系数，k为弹簧刚度，x为位移，F(t)为外力。
三、实验装置1. 弹簧振子：包括弹簧、质量块、支架等；2. 阻尼装置：用于调节阻尼系数；3. 传感器：用于测量振动位移；4. 数据采集器：用于记录实验数据；5. 计算机：用于数据处理和分析。
四、实验步骤1. 将弹簧振子固定在支架上，调节阻尼装置，使阻尼系数为0；2. 用传感器测量弹簧振子的初始振幅；3. 在弹簧振子上施加外力，使其开始振动；4. 使用数据采集器记录振动过程中的位移数据；5. 改变阻尼系数，重复步骤3和4，记录不同阻尼系数下的振动数据；6. 分析实验数据，研究不同阻尼系数对振幅衰减和能量损失的影响。
五、实验数据与分析1. 阻尼系数为0时，弹簧振子进行无阻尼振动，振幅保持不变；2. 随着阻尼系数的增加，振幅逐渐减小，衰减速度加快；3. 当阻尼系数达到一定程度时，振幅趋于稳定，表明振动系统已达到稳态；4. 阻尼系数与振幅衰减速度之间存在一定关系，可用阻尼系数与振幅衰减率的比值来描述。
六、结论1. 阻尼振动是振动系统在外力作用下，由于阻尼力的作用，振动幅度逐渐减小，最终趋于稳定的过程；2. 阻尼系数是描述阻尼力大小的重要参数，它反映了阻尼对振动系统的影响程度；3. 阻尼系数与振幅衰减速度之间存在一定关系，阻尼系数越大，振幅衰减速度越快；4. 通过实验，我们掌握了阻尼振动实验的基本操作和数据处理方法，为研究振动系统在实际工程中的应用提供了理论依据。
磁阻尼实验报告
磁阻尼实验报告篇一：电磁阻尼摆由金属板做成摆锤的单摆,当摆动过程中摆锤在磁铁两磁极间往复通过时,对摆锤面的某一局部范围而言,磁通量发生变化,因而产生感应电动势，进而产生感应电流，这就是涡电流。
按楞次定律，涡电流的磁场与原磁场的作用，阻碍摆锤的运动，因此，金属摆总是受到一个阻尼力的作用，就像在某种粘滞介质中摆动一样，很快地停止下来，这种阻尼起源于电磁感应，故称电磁阻尼。
若是开口摆锤，涡电流减小，阻尼作用也减小。
操作说明：1、没有磁场时，让阻尼摆作自由摆动，可观察到阻尼摆经过相当长的时间才停止下来。
2、当阻尼摆在两磁极间前后摆动时，阻尼摆会迅速停止下来，说明了两极间有很强的磁阻尼。
3、将带有间隙的类似梳子的非阻尼摆代替阻尼摆作上述实验，不论有没有在两磁极，其摆动都要经过较长的时间才停止下来。
电磁阻尼现象源于电磁感应原理。
宏观现象即为：当闭合导体与磁铁发生相对运动时，两者之间会产生电磁阻力，阻碍相对运动。
这一现象可以用楞次定律解释：闭合导体与磁体发生切割磁感线的运动时，由于闭合导体所穿透的磁通量发生变化，闭合导体会产生感生电流，这一电流所产生的磁场会阻碍两者的相对运动。
其阻力大小正比于磁体的磁感应强度、相对运动速度等物理量。
电磁阻尼现象广泛应用于需要稳定摩擦力以及制动力的场合，例如电度表、电磁制动机械，甚至磁悬浮列车等。
为了简单可靠地增加系统的稳定性、抑制转子的共振峰值．提出了一种新型的被动式电磁阻尼器．它的结构类似于电磁轴承．但无需闭环控制，采用直流电工作。
通过分析发现，电磁阻尼器线圈内由于转子涡动时变化的磁场而产生的波动电流与转子位移间的相位差是产生阻尼的原因，推导了波动电流、阻尼系数的计算公式。
实验结果显示该阻尼器提供的阻尼能够有效地抑制共振振幅。
依靠电磁阻尼原理将传统的ABS刹车系统进行了改造，以适应电动汽车的刹车制动。
并在一些细节上对传统的ABS进行了优化。
相比较传统ABS的优点:1.本制动系统，从踩下刹车系统就开始工作，开始时间比较传统ABS快；2.没有机械刹车制动系统，不会有刹车片的磨损。
阻尼振动实验报告
阻尼振动实验报告阻尼振动实验报告引言：阻尼振动是物体在受到外力作用后，由于介质的阻尼作用而逐渐减弱振幅的运动。
本实验旨在通过测量和分析阻尼振动的实验数据，探究阻尼对振动的影响，并验证阻尼振动的理论模型。
实验装置和方法：本次实验所用的装置主要包括弹簧振子、振动台、计时器和测量器具。
实验过程分为以下几个步骤：1. 将弹簧振子固定在振动台上，并调整振子的初始位置。
2. 给振子一个初始位移，使其开始振动。
3. 启动计时器，并记录振子的振动周期。
4. 重复步骤2和步骤3，记录多组数据。
实验结果和分析：通过实验测量得到的数据，我们可以绘制出振子的振动周期和振幅随时间的变化曲线。
在没有阻尼的情况下，振动周期保持恒定，振幅随时间保持不变。
然而，在存在阻尼的情况下，振动周期逐渐增大，振幅逐渐减小。
根据实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 阻尼振动的振动周期随时间的增加而增加，这是由于阻尼力的作用导致振子的振动速度逐渐减小。
2. 阻尼振动的振幅随时间的增加而减小，这是由于阻尼力的作用导致振子的能量逐渐损失。
3. 阻尼振动的振动周期和振幅的变化趋势可以用指数函数来描述。
进一步分析：在实际的物理系统中，阻尼振动是普遍存在的。
例如，汽车的悬挂系统、摩擦力对于钟摆的影响等都是阻尼振动的实例。
阻尼振动不仅仅局限于机械系统，还可以在电路、光学系统等领域中观察到。
阻尼振动的研究对于理解和应用许多物理现象具有重要意义。
在工程领域中，我们需要考虑阻尼对振动系统的影响，以确保系统的稳定性和可靠性。
在科学研究中，阻尼振动的理论模型可以帮助我们解释许多复杂的现象。
结论：通过本次实验，我们成功地观察和分析了阻尼振动的特性。
阻尼振动的振动周期随时间增加而增加，振幅随时间增加而减小。
这些实验结果与阻尼振动的理论模型相符合。
阻尼振动的研究对于理解和应用许多物理现象具有重要意义，对于工程和科学研究都具有实际应用价值。
尽管本实验中所使用的装置和方法相对简单，但通过实验数据的测量和分析，我们可以得出对阻尼振动的一些基本认识。
单自由度振动系统固有频率及阻尼的测定-实验报告
1
DC 输出:0~30V,2A
PAB 32~2A KIKUSUI（日本）
7
微型计算机
1
内部有 A/D、D/A 插卡
通用型
-3-
五．实验步骤
1. 打开微型计算机，运行进入“单自由度系统”程序。 2. 单击“设备虚拟连接”功能图标，进入设备连接状态，参照图六对显示试验设备进行联
线。连线完毕后，单击“连接完毕”，如连接正确，则显示“连接正确”，即可往下进 行，否则重新连接，直至连接正确。 3. 接通阻尼器励磁及功率放大器电源，调励磁电流为某一定值（分别为������ = 0.6A, 0.8A, 1.0A） 4. 测定自由衰减振动： 单击“自由衰减记录”功能图标，进入如图七显示界面。单击 (Start)键，开始测试。由 一电脉冲沿水平方向突然激励振动台，微机屏幕上显示自由衰减曲线。用鼠标调节光标 的位置，读出有关的数据。改变周期数 i 的数值，即可直接显示相应的周期和频率。 5. 测定幅频特性和相频特性： 单击“简谐激励振动”功能图标，按图八所示，单击“信号输入显示框中的频率，将弹、 出一个对话框，可以直接输入激励频率。也可单击频率的单步步进键进行激励调节。单 击 (Start)键，开始测试，开始强迫振动幅频特性和相频特性测量，其中2Hz~15Hz内大致 相隔1Hz设一个测点；15Hz~30Hz 内每隔5Hz设一个测点。 在显示检测框显示力信号和相应信号波形，以便观察信号的质量。幅值比显示振动位移
注：由于实验时间所限，加之读数难度较大，在������������ 附近没有加密测量相频点。这是实验中的失误。
-5-
七．实验数据处理
1. 根据自由衰减振动记录的有关数据，分析计算系统的固有圆频率������������及阻尼比ζ。
测定阻尼系数实验报告
一、实验目的1. 理解阻尼现象及其在物理系统中的应用。
2. 学习使用不同方法测定阻尼系数。
3. 通过实验，掌握阻尼系数的概念及其在振动系统中的作用。
二、实验原理阻尼系数是描述阻尼作用强度的一个参数，它反映了系统在运动过程中能量耗散的程度。
阻尼系数越大，系统能量耗散越快，振动幅度衰减越快。
本实验主要采用以下两种方法测定阻尼系数：1. 自由振动法：通过测量振动系统自由振动过程中振幅随时间的变化，利用阻尼振动方程求解阻尼系数。
2. 受迫振动法：通过测量振动系统在周期性外力作用下的振动响应，利用幅频特性曲线确定阻尼系数。
三、实验器材1. 振动台2. 振幅传感器3. 数据采集器4. 计算机软件5. 自由振动实验装置6. 受迫振动实验装置四、实验步骤1. 自由振动法：1. 将振动台调至固定频率，启动振动台，使振动系统进行自由振动。
2. 利用振幅传感器采集振动系统振幅随时间的变化数据。
3. 将数据输入计算机软件，绘制振幅-时间曲线。
4. 根据阻尼振动方程，通过曲线拟合求解阻尼系数。
2. 受迫振动法：1. 将振动台调至固定频率，启动振动台，使振动系统进行受迫振动。
2. 利用振幅传感器采集振动系统振幅随频率的变化数据。
3. 将数据输入计算机软件，绘制幅频特性曲线。
4. 根据幅频特性曲线，确定阻尼系数。
五、实验结果与分析1. 自由振动法：1. 通过实验，得到振动系统振幅-时间曲线。
2. 根据曲线拟合结果，求得阻尼系数为0.025。
2. 受迫振动法：1. 通过实验，得到振动系统幅频特性曲线。
2. 根据曲线分析，确定阻尼系数为0.025。
六、实验结论1. 本实验成功测定了振动系统的阻尼系数，验证了自由振动法和受迫振动法的有效性。
2. 通过实验，加深了对阻尼现象及其在物理系统中的应用的理解。
3. 实验结果表明，自由振动法和受迫振动法均可用于测定阻尼系数，且两种方法的结果基本一致。
七、实验注意事项1. 实验过程中，确保振动台和传感器稳定运行。
阻尼运动实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除阻尼运动实验报告篇一：《阻尼振动与受迫振动》实验报告《阻尼振动与受迫振动》实验报告工程物理系核41崔迎欢20XX011787一．实验名称：阻尼振动与受迫振动二．实验目的1．观测阻尼振动，学习测量振动系统基本参数的方法；2．研究受迫振动的幅频特性和相频特性，观察共振现象；3．观测不同阻尼对受迫振动的影响。
三．.实验原理1．有粘滞阻尼的阻尼振动弹簧和摆轮组成一振动系统，设摆轮转动惯量为J，粘滞阻尼的阻尼力矩大小定义为角速度dθ/dt与阻尼力矩系数γ的乘积，弹簧劲度系数为k，弹簧的反抗力矩为-kθ。
忽略弹簧的等效转动惯量，可得转角θ的运动方程为d2?d?J2k??0dtdt记ω0为无阻尼时自由振动的固有角频率，其值为ω0k/J，定义阻尼系数β=γ/（2J），则上式可以化为：d2?d??2??k??02dtdt2小阻尼即?2??0?0时，阻尼振动运动方程的解为??tiexp(??t)cos??i（*）?由上式可知，阻尼振动角频率为?d?阻尼振动周期为Td?2?2．周期外力矩作用下受迫振动的解在周期外力矩mcosωt激励下的运动方程和方程的通解分别为dd2?d?J2k??mcos?tdtdt??tiexp???t?cos??i??mcos??t?这可以看作是状态（*）式的阻尼振动和频率同激励源频率的简谐振动的叠加。
一般t>>τ后，就有稳态解??tmcos??t稳态解的振幅和相位差分别为?m???arctan2??22?0??其中，φ的取值范围为（0，π），反映摆轮振动总是滞后于激励源支座的振动。
3．电机运动时的受迫振动运动方程和解弹簧支座的偏转角的一阶近似式可以写成??tmcos?t式中αm是摇杆摆幅。
由于弹簧的支座在运动，运动支座是激励源。
弹簧总转角为t?mcos?t。
于是在固定坐标系中摆轮转角θ的运动方程为d2?d?J2k?mcos?t??0dtdt也可以写成d2?d?J2k??k?mcos?tdtdt于是得到2?m?由θm的极大值条件??m0可知，当外激励角频率??m有极大值系统发生共振，θ?，称为阻尼比。
磁阻尼实验报告
磁阻尼实验报告篇一：电磁阻尼摆由金属板做成摆锤的单摆,当摆动过程中摆锤在磁铁两磁极间往复通过时,对摆锤面的某一局部范围而言,磁通量发生变化,因而产生感应电动势，进而产生感应电流，这就是涡电流。
按楞次定律，涡电流的磁场与原磁场的作用，阻碍摆锤的运动，因此，金属摆总是受到一个阻尼力的作用，就像在某种粘滞介质中摆动一样，很快地停止下来，这种阻尼起源于电磁感应，故称电磁阻尼。
若是开口摆锤，涡电流减小，阻尼作用也减小。
操作说明：1、没有磁场时，让阻尼摆作自由摆动，可观察到阻尼摆经过相当长的时间才停止下来。
2、当阻尼摆在两磁极间前后摆动时，阻尼摆会迅速停止下来，说明了两极间有很强的磁阻尼。
3、将带有间隙的类似梳子的非阻尼摆代替阻尼摆作上述实验，不论有没有在两磁极，其摆动都要经过较长的时间才停止下来。
电磁阻尼现象源于电磁感应原理。
宏观现象即为：当闭合导体与磁铁发生相对运动时，两者之间会产生电磁阻力，阻碍相对运动。
这一现象可以用楞次定律解释：闭合导体与磁体发生切割磁感线的运动时，由于闭合导体所穿透的磁通量发生变化，闭合导体会产生感生电流，这一电流所产生的磁场会阻碍两者的相对运动。
其阻力大小正比于磁体的磁感应强度、相对运动速度等物理量。
电磁阻尼现象广泛应用于需要稳定摩擦力以及制动力的场合，例如电度表、电磁制动机械，甚至磁悬浮列车等。
为了简单可靠地增加系统的稳定性、抑制转子的共振峰值．提出了一种新型的被动式电磁阻尼器．它的结构类似于电磁轴承．但无需闭环控制，采用直流电工作。
通过分析发现，电磁阻尼器线圈内由于转子涡动时变化的磁场而产生的波动电流与转子位移间的相位差是产生阻尼的原因，推导了波动电流、阻尼系数的计算公式。
实验结果显示该阻尼器提供的阻尼能够有效地抑制共振振幅。
依靠电磁阻尼原理将传统的ABS刹车系统进行了改造，以适应电动汽车的刹车制动。
并在一些细节上对传统的ABS进行了优化。
相比较传统ABS的优点:1.本制动系统，从踩下刹车系统就开始工作，开始时间比较传统ABS快；2.没有机械刹车制动系统，不会有刹车片的磨损。
阻尼振动实验报告
阻尼振动实验报告
在阻尼振动实验中，我们通过实验装置测量了阻尼对振动特性的影响。
本次实验旨在探究阻尼对振动系统的影响，并通过实验数据进行分析和讨论。
以下是本次阻尼振动实验的报告：
实验装置及步骤
本次实验采用了一台带有阻尼装置的简谐振动器，实验装置包括振动器、振幅测量器、频率计等设备。
实验步骤如下：
1. 将振动器固定在实验台面上，并调整振动器的参数，使其处于稳定状态。
2. 将频率计连接至振动器，准确测量振动器的振动频率。
3. 启动振动器，记录振动的振幅随时间的变化。
实验数据处理与分析
通过实验数据的采集和记录，我们得到了阻尼振动的振幅随时间的变化曲线。
根据实验数据，我们可以得出以下结论：
1. 随着时间的推移，振幅逐渐减小，表明系统的振动受到了阻尼的影响。
2. 随着阻尼系数的增加，振幅的减小速度也随之增加，说明阻尼对振动的影响是显著的。
3. 阻尼对振动系统的自由振动频率也产生了一定的影响，振动频率随阻尼系数的增加而减小。
实验结论和讨论
本次实验结果表明，阻尼对振动系统的影响是不可忽视的。
阻尼能够减少振动系统的振幅，降低系统的能量，并影响系统的振动频率。
在实际工程中，阻尼的控制和优化对于提高系统的稳定性和性能至关重要。
总结
通过本次实验，我们深入了解了阻尼对振动系统的影响，并通过实验数据得出了结论和分析。
阻尼振动是振动学中的重要概念，对于工程领域具有重要意义。
希望本次实验报告能够帮助大家更好地理解阻尼振动的原理和特性。
测阻尼系数实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解阻尼系数的概念和测量方法。
2. 掌握使用不同方法测定阻尼系数的原理和步骤。
3. 通过实验，验证阻尼系数在不同条件下的变化规律。
二、实验原理阻尼系数是描述阻尼作用强度的一个物理量，其定义为阻尼力与外力之比。
在振动系统中，阻尼系数的大小直接影响系统的振动特性，如振幅、频率等。
本实验通过以下几种方法测定阻尼系数：1. 振幅衰减法：通过测量振动系统在无外力作用下的自由衰减振动，计算阻尼系数。
2. 频率响应法：通过测量振动系统在不同频率下的响应，计算阻尼系数。
3. 波尔共振法：利用波尔共振仪，测量振动系统在不同阻尼力矩下的共振频率，计算阻尼系数。
三、实验器材1. 波尔共振仪2. 频率计3. 振幅传感器4. 信号发生器5. 示波器6. 电源7. 数据采集器8. 计算机及实验软件四、实验步骤1. 振幅衰减法：（1）将振动系统置于波尔共振仪上，确保系统稳定。
（2）启动信号发生器，产生频率为f0的正弦波信号。
（3）将信号发生器输出信号接入振动系统，观察振幅变化。
（4）记录振动系统自由衰减振动的振幅随时间的变化数据。
（5）根据振幅衰减数据，计算阻尼系数。
2. 频率响应法：（1）将振动系统置于波尔共振仪上，确保系统稳定。
（2）使用频率计测量振动系统的自振频率。
（3）调整信号发生器输出信号的频率，使其等于振动系统的自振频率。
（4）观察振动系统的响应，记录振幅和相位变化数据。
（5）根据频率响应数据，计算阻尼系数。
3. 波尔共振法：（1）将振动系统置于波尔共振仪上，确保系统稳定。
（2）调整波尔共振仪的阻尼力矩，使振动系统达到共振状态。
（3）记录振动系统的共振频率。
（4）改变阻尼力矩，重复步骤（2）和（3），得到多个共振频率。
（5）根据共振频率数据，计算阻尼系数。
五、实验结果与分析1. 振幅衰减法：根据实验数据，计算得到阻尼系数为0.05。
2. 频率响应法：根据实验数据，计算得到阻尼系数为0.04。
阻尼受迫振动实验报告
一、实验目的1. 了解阻尼受迫振动的基本原理和实验方法。
2. 观察阻尼对受迫振动的影响，分析阻尼系数对振幅和振动频率的影响。
3. 通过实验验证共振现象，并研究共振频率与系统固有频率的关系。
二、实验原理阻尼受迫振动是指在外力作用下，阻尼对振动系统的影响。
在阻尼受迫振动中，系统的运动方程可以表示为：\[ m\frac{d^2x}{dt^2} + c\frac{dx}{dt} + kx = F_0\cos(\omega t) \]其中，\( m \) 为质量，\( c \) 为阻尼系数，\( k \) 为弹簧刚度系数，\( F_0 \) 为驱动力幅值，\( \omega \) 为驱动力角频率，\( x \) 为位移。
当驱动力频率 \( \omega \) 与系统固有频率 \( \omega_0 \) 相等时，系统产生共振，振幅达到最大值。
此时，阻尼系数 \( c \) 对振幅的影响显著。
三、实验仪器1. 阻尼振动实验装置：包括质量块、弹簧、阻尼器、驱动器、数据采集系统等。
2. 频率计：用于测量驱动器的频率。
3. 电脑：用于数据采集、处理和分析。
四、实验步骤1. 将质量块、弹簧和阻尼器组装成阻尼振动系统。
2. 使用驱动器对系统施加周期性外力，频率逐渐增加。
3. 使用数据采集系统记录振幅和频率随时间的变化。
4. 改变阻尼系数，重复实验步骤，观察振幅和频率的变化。
5. 分析实验数据，绘制振幅-频率曲线，研究共振现象。
五、实验结果与分析1. 随着驱动器频率的增加，振幅先增大后减小，出现共振现象。
2. 阻尼系数越大，振幅减小越快，共振现象越不明显。
3. 当驱动器频率等于系统固有频率时，振幅达到最大值，即共振现象。
4. 实验结果与理论分析基本一致。
六、结论1. 阻尼受迫振动是物理学中常见的振动形式，阻尼系数对振幅和振动频率有显著影响。
2. 共振现象是阻尼受迫振动的一个重要特性，共振频率与系统固有频率有关。
3. 通过实验，我们可以观察和分析阻尼受迫振动现象，加深对振动理论的理解。
阻尼振动实验报告
阻尼振动实验报告目录一、任务分工： (3)二、实验背景： (3)三、实验目的： (3)四、问题引入： (4)五、实验原理： (4)六、运行环境： (5)七、情形分析 (5)情形1：不计阻力情形下弹簧的自由振动 (5)实验过程 (5)情形2：阻力存在情形下弹簧的自由振动 (8)实验情形2扩展（求数值解）： (11)情形3：根据一，二综合分析，进一步对比有阻力时和无阻力时位移的变化： (13)情形对比： (15)八、实验总结： (15)九、参考文献： (16)一、任务分工：二、实验背景：在许多的物理问题中，通常都把弹簧振子的运动过程看做理想动态模型来处理，但在实际生活中，弹簧的质量不可忽略，且振动过程受到持续的空气阻力的作用，阻力将不可避免地对振子的运动状态带来一定的影响。
虽然在具体实验中，阻力的存在发挥的是干扰作用，但在汽车制造业中，该阻力往往是被人为创造的且可发挥积极作用的存在。
众所周知，为增强车辆的舒适性，弹簧悬架系统在汽车制造中被广泛使用，以对抗地面的凹凸不平。
但汽车在经过该路段时，弹簧会受到压缩并保持持续伸缩，这将严重影响乘客在车内的舒适。
为应对这种情况，避震器应运而生，通过人为制造阻力来为弹簧提供额外的阻尼以降低弹簧振幅，抑制弹簧的持续伸缩，很大程度上提升了车辆的稳定性。
三、实验目的：1、以MATLAB为工具，探讨阻尼振动。
2、掌握MATLAB中的函数制作，数据分析等，并熟练运用。
四、问题引入：弹簧在阻力存在下的阻尼振动原理在各大制造业同样得到了广泛应用，较为典型的就是汽车制造业中广泛使用的弹簧悬架系统。
弹簧悬架系统可对抗地面的凹凸不平，以增强车辆的舒适性。
但压缩后的弹簧会持续一段时间的伸缩不能马上稳定下来。
为了对抗这种伸缩，避震器被设计出来，可为弹簧振动提供额外的阻尼，从而限制弹簧的伸缩弹跳。
在实验模型中，用弹簧振子代替汽车中的弹簧悬架系统，弹簧下悬挂小物块，弹簧会因物块重力作用而振动，该情景可模拟汽车在颠簸路段时弹簧悬架系统因受力而震荡的实际情况。
阻尼实验报告数据
一、实验目的1. 了解阻尼现象的基本原理。
2. 掌握阻尼系数的测定方法。
3. 分析不同阻尼条件下的振动特性。
二、实验原理阻尼现象是指在外力作用下，振动系统的振动幅度随时间逐渐减小的现象。
阻尼系数是描述阻尼现象的一个物理量，它表示单位时间内振动能量损耗的快慢。
阻尼系数的大小对振动系统的稳定性和响应速度有重要影响。
三、实验仪器与材料1. 阻尼振动实验台2. 振动传感器3. 数据采集器4. 计算机及相关软件5. 振动信号发生器6. 阻尼材料（如油泥、橡胶等）四、实验步骤1. 将阻尼振动实验台调至水平状态，确保实验过程中振动系统的稳定性。
2. 将振动传感器安装在实验台上，连接数据采集器。
3. 打开振动信号发生器，设置合适的振动频率和振幅。
4. 将阻尼材料（如油泥、橡胶等）涂抹在振动系统的连接部位，调整阻尼系数。
5. 开启振动信号发生器，启动数据采集器，记录振动数据。
6. 重复步骤4和5，分别测试不同阻尼系数下的振动数据。
五、实验数据与分析1. 阻尼系数为0.1时的振动数据：| 时间（s） | 振幅（mm） || :-------: | :-------: || 0.00 | 5.00 || 0.10 | 4.90 || 0.20 | 4.80 || 0.30 | 4.70 || 0.40 | 4.60 || 0.50 | 4.50 || 0.60 | 4.40 || 0.70 | 4.30 || 0.80 | 4.20 || 0.90 | 4.10 || 1.00 | 4.00 |分析：阻尼系数为0.1时，振动系统振动幅度随时间逐渐减小，符合阻尼现象。
2. 阻尼系数为0.3时的振动数据：| 时间（s） | 振幅（mm） || :-------: | :-------: || 0.00 | 5.00 || 0.10 | 4.85 || 0.20 | 4.70 || 0.30 | 4.55 || 0.40 | 4.40 || 0.50 | 4.25 || 0.60 | 4.10 || 0.70 | 3.95 || 0.80 | 3.80 || 0.90 | 3.65 || 1.00 | 3.50 |分析：阻尼系数为0.3时，振动系统振动幅度减小速度更快，阻尼效果更明显。
电磁阻尼实验报告
电磁阻尼实验报告电磁阻尼实验报告引言：电磁阻尼是一种常见的物理现象，广泛应用于各个领域。
本实验旨在通过观察和测量电磁阻尼的效应，深入了解其原理和应用。
实验装置：本次实验所使用的装置包括一个弹簧振子和一个电磁铁。
弹簧振子由一个质量块和一个弹簧组成，质量块可以在弹簧上做简谐振动。
电磁铁放置在质量块下方，通过改变电流的大小和方向来改变电磁阻尼的效应。
实验步骤：1. 将弹簧振子固定在支架上，并调整弹簧的初始位置，使质量块处于平衡位置。
2. 通过给电磁铁通电，产生一个磁场，使质量块受到电磁阻尼的作用。
3. 测量质量块在不同电流下的振动周期，并记录数据。
4. 改变电流的大小和方向，重复步骤3，以获得更多数据。
实验结果：通过实验数据的记录和分析，我们得到了以下结果。
首先，我们发现随着电流的增大，质量块的振动周期逐渐减小。
这是因为电磁阻尼的作用使得质量块受到的阻力增加，从而减缓了振动的速度，导致振动周期减小。
其次，当电流方向改变时，质量块的振动周期也会发生变化。
当电流方向与质量块的运动方向一致时，电磁阻尼的效应最大，振动周期最短。
而当电流方向与质量块的运动方向相反时，电磁阻尼的效应最小，振动周期最长。
讨论与分析：通过实验结果的观察和分析，我们可以得出以下结论。
首先，电磁阻尼的效应与电流的大小和方向密切相关。
电流越大，电磁阻尼的效应越明显；电流方向与质量块的运动方向一致时，电磁阻尼的效应最大。
其次，电磁阻尼可以通过改变电流的大小和方向来控制。
在一些实际应用中，我们可以利用电磁阻尼来减缓物体的振动速度，从而达到减震和稳定的目的。
此外，电磁阻尼还有其他一些应用。
例如，在制动系统中，电磁阻尼可以用来控制车辆的减速和停止；在音响设备中，电磁阻尼可以用来调节音量和音质。
结论：通过本次实验，我们深入了解了电磁阻尼的原理和应用。
通过观察和测量，我们得出了电磁阻尼与电流大小和方向的关系，以及其在实际应用中的重要性。
电磁阻尼在各个领域都有广泛的应用，对于我们生活和工作中的许多方面都起到了重要的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
竭诚为您提供优质文档/双击可除
阻尼运动实验报告
篇一：《阻尼振动与受迫振动》实验报告
《阻尼振动与受迫振动》实验报告
工程物理系核41崔迎欢20XX011787
一．实验名称：阻尼振动与受迫振动二．实验目的
1．观测阻尼振动，学习测量振动系统基本参数的方法；2．研究受迫振动的幅频特性和相频特性，观察共振现象；3．观测不同阻尼对受迫振动的影响。
三．.实验原理1．有粘滞阻尼的阻尼振动
弹簧和摆轮组成一振动系统，设摆轮转动惯量为J，粘滞阻尼的阻尼力矩大小定义为角速度dθ/dt与阻尼力矩系数γ的乘积，弹簧劲度系数为k，弹簧的反抗力矩为-kθ。
忽略弹簧的等效转动惯量，可得转角θ的运动方程为d2?d?J2k??0dtdt
记ω0为无阻尼时自由振动的固有角频率，其值为ω
0k/J，定义阻尼系数β
=γ/（2J），则上式可以化为：
d2?d?
?2??k??02dtdt
2
小阻尼即?2??0?0时，阻尼振动运动方程的解为
??
tiexp(??t)cos
??i（*）?
由上式可知，
阻尼振动角频率为?d?阻尼振动周期为Td?2?
2．周期外力矩作用下受迫振动的解
在周期外力矩mcosωt激励下的运动方程和方程的通解分别为
d
d2?d?J2k??mcos?tdtdt
??tiexp?
??t?cos
??i??mcos??t
?
这可以看作是状态（*）式的阻尼振动和频率同激励源频率的简谐振动的叠加。
一般t>>τ后，就有稳态解
??tmcos??t
稳态解的振幅和相位差分别为
?m?
??arctan
2??
22
?0??
其中，φ的取值范围为（0，π），反映摆轮振动总是滞后于激励源支座的振动。
3．电机运动时的受迫振动运动方程和解
弹簧支座的偏转角的一阶近似式可以写成
??tmcos?t
式中α
m
是摇杆摆幅。
由于弹簧的支座在运动，运动支座是激励源。
弹簧总转
角为t?mcos?t。
于是在固定坐标系中摆轮转角θ的运动方程为
d2?d?J2k?mcos?t??0dtdt
也可以写成
d2?d?J2k??k?mcos?tdtdt
于是得到
2
?m?
由θ
m
的极大值条件?
?m0可知，当外激励角频率??m有极大值系统发生共振，θ
?
，称为阻尼比。
引入参数0??于是，我们得到
?m?
??arctan
四
．
实
验
仪
器
：
20?10?
波
2
耳振动仪
五．实验步骤。
1．打开电源开关，关断电机和闪光灯开关，阻尼开关置于“0”档，光电门h、I可以
手动微调，避免和摆轮或者相位差盘接触。
手动调整电机偏心轮使有机玻璃转盘F上的0位标志线指示0度，亦即通过连杆e和摇杆m使摆轮处于平衡位置。
染货拨动摆轮使偏离平衡位置150至200度，松开手后，检查摆轮的自由摆动情况。
正常情况下，振动衰减应该很慢。
2．开关置于“摆轮”，拨动摆轮使偏离平衡位置150至200度后摆动，由大到小依次
读取显示窗中的振幅值θj；周期选择置于“10”位置，按复位钮启动周期测量，体
制时读取数据10Td。
并立即再次启动周期测量，记录每次过程中的10Td的值。
（1）逐差法计算阻尼比δ；
（2）用阻尼比和振动周期Td计算固有角频率ω0。
3.依照上法分别测量阻尼（1、2）两种阻尼状态的振幅。
求出δ、τ、Q。
4.开启电机开关，置于“强迫力”，周期选择置于“1”，调节强迫激励周期旋钮以改
变电机运动角频率ω，选择2和4两种阻尼比，测定幅
频和相频特性曲线；每次调节电机状态后，摆轮要经过多次摆动后振幅和周期才能稳定，这时再记录数据。
要求每条曲线至少有12个数据点，其中要包括共振点，即φ=π/2的点。
六．实验结果
1．测量最小阻尼时的阻尼比δ和固有角频率ω0。
拟合直线得b=-0.0096,由b??2??
sb=3.1*10^(-5)
?
?2
?1?
?0.5
得到：
ξ=（1.5279±0.0011）*10^(-5)
Td=1.44524s,
τ=1/β=-Td/b=151.02sQ=1/2ξ=327.2
2．测量其他2种阻尼状态的振幅，求出δ、τ、Q。
阻尼档为3：
b=-0.097884619sb=0.000657603ξ=1.558*10^(-2),
ξ=(15.5800±0.0016)*10^(-3)Td=1.444sω
0=4.352/s
τ=1/β=-Td/b=14.75sQ=1/2ξ=32.1
阻尼档为4时：
b=-0.128536508sb=0.000738915ξ=0.02045
ξ=(20.4500±0.0024)*10^(-3)Td=1.444sω
0=4.352/s
τ=1/β=-Td/b=11.23sQ=1/2ξ=24.45
3．测定受迫振动的幅频特性和相频特性曲线。
阻尼档为3时β=1/τ=0.068，阻尼档为4时β=1/τ=0.089
篇二：阻尼振动与受迫振动实验报告
《阻尼振动与受迫振动》实验报告
一、实验目的
1．观测阻尼振动，学习测量振动系统基本参数的方法；2．研究受迫振动的幅频特性和相频特性，观察共振现象；3．观测不同阻尼对受迫振动的影响。
二、实验原理
1．有粘滞阻尼的阻尼振动
弹簧和摆轮组成一振动系统，设摆轮转动惯量为J，粘滞阻尼的阻尼力矩大小定义为角速度dθ/dt与阻尼力矩系数γ的乘积，弹簧劲度系数为k，弹簧的反抗力矩为-kθ。
忽略弹簧的等效转动惯量，可得转角θ的运动方程为d2?d?J2k??0dtdt
记ω0为无阻尼时自由振动的固有角频率，其值为ω
0k/J，定义阻尼系数β
=γ/（2J），则上式可以化为：
d2?d?
?2??k??02dtdt
2
小阻尼即?2??0?0时，阻尼振动运动方程的解为
??
tiexp(??t)cos
??i（*）?
由上式可知，
阻尼振动角频率为?d?阻尼振动周期为Td?2?
2．周期外力矩作用下受迫振动的解
在周期外力矩mcosωt激励下的运动方程和方程的通解分别为
d
d2?d?J2k??mcos?tdtdt
??tiexp?
??t?cos
??i??mcos??t
?
这可以看作是状态（*）式的阻尼振动和频率同激励源频率的简谐振动的叠加。
一般t>>τ后，就有稳态解
??tmcos??t
稳态解的振幅和相位差分别为
?m?
??arctan
2??
22
?0??
其中，φ的取值范围为（0，π），反映摆轮振动总是滞后于激励源支座的振动。
3．电机运动时的受迫振动运动方程和解
弹簧支座的偏转角的一阶近似式可以写成
??tmcos?t
式中α
m
是摇杆摆幅。
由于弹簧的支座在运动，运动支座是激励源。
弹簧总转
角为t?mcos?t。
于是在固定坐标系中摆轮转角θ的运动方程为
d2?d?J2k?mcos?t??0dtdt
也可以写成
d2?d?J2k??k?mcos?tdtdt
于是得到
2
?m?
由θ
m(:阻尼运动实验报告)
的极大值条件?
?m0可知，当外激励角频率??m有极大值
系统发生共振，θ
?
，称为阻尼比。
引入参数0??于是，我们得到
?m?
??arctan
20?10?
2
三、实验任务和步骤
1．调整仪器使波耳共振仪处于工作状态。
2．测量最小阻尼时的阻尼比δ和固有角频率ω0。
3．测量阻尼为3和5时的振幅，并求δ。
4．测定受迫振动的幅频特性和相频特性曲线。
四、实验步骤。
1．打开电源开关，关断电机和闪光灯开关，阻尼开关置于“0”档，光电门h、I可以。