振动与受迫振动实验

振动与受迫振动实验
目录
1 实验原理 2 实验仪器 3 实验内容
实验原理
物体在周期外力作用下产生的振动为 受迫振动。
周转期动 性本强实迫弹系验性数力中角速矩加 度振弹 力的动性 矩摆 角共轮 度系同统作受阻 力用到尼 矩，弹其性动力强力力迫矩矩学、方和程 为惯：量
J
d2
d2t
K
B d
玻尔共振仪结构
摆轮 弹簧
阻尼 线圈
相位差 读数盘
连动 摇杆
闪光灯
电控制箱面板图
周期
振幅
显示
显示
强迫力 周期
摆轮
强迫 力键
阻尼 选择
周期 选择
复位键
电机 开关
闪光灯 控制键
电源开关
实验内容简介
1.系统固有频率的测量 2.阻尼系数的测量 3.受迫振动的幅频特性和相频特性
系统固有频率的测量
电机电源
0度
dt
M0 cost
（1）
下面就三个力矩对系统振动 的影响进行分析：
（1）简谐振动的动力学方程及运动学特征：
J
d2
d2tFra Baidu bibliotek
K
0 cos(0t 0)
其中 0 K / J
（2）阻尼振动的动力学方程及运动学特征：
J
d2
d2t
K
B d
dt
1et cos(t )
r 2
M
02 2
（8） （9）
受迫共振的相频特性

0
/ 2

1 2 2
1
1.0
/0
实验原理小结
❖简谐振动、阻尼振动和受迫振动的运动 特点 ❖共振的特点及其产生的条件 ❖阻尼对受迫振动的幅频特性和相频特性 的影响
玻尔共振仪
玻尔共振仪 电控制箱
光电门 光电门
结束
其中 B
2J
02 2
（3）受迫振动的运动学特征：
1et cos(t ) 2 cos(t )
幅频特性与相频特性
-—稳态振动与简谐振动的区别
-—受迫振动的定态
2 cos(t )
2
M
(02 2 )2 4 2 2
其中 (M M0 / J )


arctg
2 2 02
当 0 ， ， M 一定时,
2 2() —幅频特性
() —相频特性
（5）
受迫共振 的幅频特性
A
1
1 2 3
2
3
0
共振时的角频率 共振时的振幅
1.0
/0
r 02 2 2
系统固有频率的测量
阻尼系数的测量
2
0度
阻尼系数的测量
振幅
周期
受迫共振幅频和相频特性的测量
注意事项
❖测量受迫振动的幅频特性和相频特性时， 要等到系统达到定态时才能记录数据。 ❖测完周期后，方可测量相位差。 ❖闪光灯应放在底座上，不可连续闪亮。
❖相位差连续两次读数相差3度以内属正 常现象，取平均值作为测量结果。