简支梁自振频率测量(正弦扫频法)实验报告

实验2简支梁自振频率测量(正弦扫频法)

一、实验目的

以简支梁为例，了解和掌握机械振动系统幅频特性曲线的测量方法以如何由幅频特性曲线得到系统的固有频率，了解常用简单振动测试仪器的使用方法。

二、实验内容及原理

简支梁系统在周期干扰力作用下，以干扰力的频率作受迫振动。振幅随着振动频率的改变而变化。由此，通过改变干扰力（激振力）的频率，以其为横坐标，以振幅B为纵坐标，得到的曲线即为幅频特性曲线。

依据共振法测试简支梁的一阶、二阶固有频率，原理同实验三。用跳沙法观察简支梁一阶、二阶振型。

测试简支梁的振型，根据简支梁的长度，划分若干个单元格，依次标号。将信号发生器的频率调整到一阶固有频率处，观察简支梁的振动情况，在该频率下，分别测试每个单元的振幅。依据测得的振幅，通过归一化，绘出简支梁的一阶振型。

三、实验仪器及设备

机械振动综合实验装置（安装简支梁）1套

激振器及功率放大器1套

加速度传感器1只

电荷放大器1台

信号发生器1台

数据采集仪1台

信号分析软件1套

计算机1台

四、实验方法及步骤

1.将激振器通过顶杆连接到简支梁上（注意确保顶杆与激振器的中心线在一直线上），激振点位于简支梁中心偏左50mm处（已有安装螺孔），将信号发生器输出端连接到功率放大器的输入端，并将功率放大器与激振器相连接。

2.用双面胶纸（或传感器磁座）将加速度传感器粘贴在简支梁上（中心偏左50mm）并与电荷放大器连接，将电荷放大器输出端分别与数据采集仪输入端连接。

3.将信号发生器和功率放大器的幅值旋钮调至最小，打开所有仪器电源。设置信号发生器输出频率为10Hz，调节信号发生器的幅值旋钮使其输出电压为2V。调节功率放大器的幅值旋钮，逐渐增大其输出功率直至简支梁有明显的振动（用眼观察或用手触摸）。

4.将信号发生器输出频率由低向高逐步调节，观察简支梁的振动情况，若振动过大则减小功率放大器的输出功率。

5.保持功率放大器的输出功率恒定，将信号发生器的频率重新由抵向高逐步调节，记录调整频率的变化情况，采集各个调整频率下响应信号振动幅值对应的电压数据。

五、实验数据整理与分析

1.依据在不同频率下测得的振动幅值，以频率为横坐标，以振动幅值为纵坐标绘出加速度幅频特性曲线。

2.根据加速度幅频特性曲线，找出振动系统的固有频率。

3.依据幅频特性曲线，估算振动系统的相对阻尼系数。