大连理工大学工程减振自设计实验XXXX

1、大连理工大学基础力学实验中心大连理工大学基础力学实验中心大连理工大学基础力学实验中心大连理工大学基础力学实验中心大连理工大学基础力学实验中心大连理工大学基础力学实验中心实验设计基础n常用数据处理工具n计量基础n数值修约规则n误差分析大连理工大学基础力学实验中心常用数据处理工具p常用的数据处理工具调查表因果图分层法排列图直方图控制图大连理工大学基础力学实验中心p调查表是对数据进行收集整理和初步分析的基本工具特别是在进行开拓性的试验时，这个显得尤为重要对所进行的试验有一个清晰的认识是决定试验成败的关键比如：尺寸调查表大连理工大学基础力学实验中心p因果图也称为鱼骨图或树枝图，因其形似而得名这是一种逐

2、步深入研究和分析问题的图示方法它将与结果有关的所有因素按照因果次序加以排列同一张图上，系统而又全面完整有利于分清主次，找到解决问题的方法 大连理工大学基础力学实验中心大连理工大学基础力学实验中心p常用数据处理软件originmatlabspssexcel 大连理工大学基础力学实验中心p常用数据处理软件功能比较分析功能exceloriginmatlabspss二维图形强强弱弱三维图形无强弱无数据插值无强强无回归分析强弱强强函数拟合强强强无方差分析弱强弱强估计分析无无强弱假设检验弱无无强非参数检验无无无强相关分析弱无弱强傅里叶分析弱弱强无滤波分析无弱强无大连理工大学基础力学实验中心p计量基础国际单

3、位制（si）基本单位 长度 m质量 kg时间 s电流 a热力学温度 k光强度单位 cad物质的量 mol辅助单位平面角弧度 rad立体角球面度 sr 大连理工大学基础力学实验中心十进位制词头十进位制词头10109 9 g g10106 6 m m10103 3 k k10102 2 h h10101 1 dada1010-1-1 d d1010-2-2 c c1010-3 -3 m m1010-6-6 大连理工大学基础力学实验中心p修约间隔的确定修约间隔的确定一般为一般为1010n n（n n为整数），或指明将数值修约到为整数），或指明将数值修约到n n位小数位小数p进舍规则进舍规则四舍六入五

4、考虑，五后非零就进一，五后皆零看四舍六入五考虑，五后非零就进一，五后皆零看奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇要进一奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇要进一 负数修约时，先将它的绝对值按规则修约，然后负数修约时，先将它的绝对值按规则修约，然后在修约值前面加上负号在修约值前面加上负号拟修约数字应在确定修约间隔或指定修约位数后拟修约数字应在确定修约间隔或指定修约位数后一次修约获得结果，而不得多次连续修约一次修约获得结果，而不得多次连续修约数值修约规则数值修约规则 gb/t8170大连理工大学基础力学实验中心p0.50.5单位修约单位修约将拟修约数值将拟修约数值x x乘以乘以2 2，按指定修约间隔对，按指定修

5、约间隔对2 2x x依上述规则修约，得数值（依上述规则修约，得数值（2 2x x修约值）再除以修约值）再除以2 2p0.20.2单位修约单位修约将拟修约数值将拟修约数值x x乘以乘以5 5，按指定修约间隔对，按指定修约间隔对5 5x x依上述规则修约，得数值（依上述规则修约，得数值（5 5x x修约值）再除以修约值）再除以5 5大连理工大学基础力学实验中心p计算过程中数字位数的选择加减运算中，有效数字以小数点位数最少的为准。在运算量大的计算中，为使误差不迅速积累，可多取一位有效数字乘除运算中，有效数字以最少有效数字位数为准，其余各数字均凑成比该因子多一个数字，而与小数点位值无关，计算结果应保留

6、的位数与原来数字中有效数字最少的那个相同或多一位在平均值计算中，若有4个或多于4个数取平均，则平均数的有效位数可增加1位常数e、等的有效位数，需要几位取几位大连理工大学基础力学实验中心将数平方或开方后，结果可比原数多保将数平方或开方后，结果可比原数多保留一位或相同留一位或相同同时需要进行几种运算时，对需要做中同时需要进行几种运算时，对需要做中间运算的数字所保留的位数，应比单一运间运算的数字所保留的位数，应比单一运算时所应保留的位数多一位算时所应保留的位数多一位对于采用计算器或计算机进行计算，运对于采用计算器或计算机进行计算，运算过程中不需要凑整，但是运算结果必须算过程中不需要凑整，但是运算结果

7、必须按照数据修约规则正确处理按照数据修约规则正确处理大连理工大学基础力学实验中心p误差定义误差定义对一个物理量测量后，测量结果与该物理量真对一个物理量测量后，测量结果与该物理量真实大小之间的差异。不能完全消除，只能减小实大小之间的差异。不能完全消除，只能减小和削弱和削弱误差与真实值之比称为实际相对误差，因测量误差与真实值之比称为实际相对误差，因测量值与真实值接近，故也可以把误差与测量值之值与真实值接近，故也可以把误差与测量值之比作为标称相对误差比作为标称相对误差在实际工程中，对于测量传感器的精度等级一在实际工程中，对于测量传感器的精度等级一般是采用额定相对误差表示。额定相对误差为般是采用额定相

8、对误差表示。额定相对误差为量程范围内最大测量误差与仪器满量程值之比量程范围内最大测量误差与仪器满量程值之比误差分析误差分析大连理工大学基础力学实验中心p误差的来源误差的来源设备误差设备误差按来源分为按来源分为 标准器误差；标准器误差； 仪表误差；仪表误差； 附件误差附件误差按表现形式分为：按表现形式分为： 机构误差；机构误差； 调整调整误差；误差； 量值误差量值误差环境误差环境误差人员误差人员误差方法误差方法误差大连理工大学基础力学实验中心p误差的种类误差的种类按产生的原因和性质分为：随机误差（或称偶然误按产生的原因和性质分为：随机误差（或称偶然误差）、系统误差、粗差（或称过失误差）差）、系统

9、误差、粗差（或称过失误差）系统误差系统误差系统误差服从某一确定的规律。它引起平均值对真值系统误差服从某一确定的规律。它引起平均值对真值的偏离，决定着测量结果的准确度的偏离，决定着测量结果的准确度系统误差主要由仪器校准误差、实验条件、个人误差系统误差主要由仪器校准误差、实验条件、个人误差等因素引起，可分为定值系统误差和变值系统误差两大等因素引起，可分为定值系统误差和变值系统误差两大类类定值系统误差：在整个测量过程中，误差大小和方向定值系统误差：在整个测量过程中，误差大小和方向始终不变。如定值量具的偏差、计量器具的零位误差等始终不变。如定值量具的偏差、计量器具的零位误差等变值系统误差：在整个测量过

10、程中，误差大小和方向变值系统误差：在整个测量过程中，误差大小和方向按确定的规律变化按确定的规律变化大连理工大学基础力学实验中心粗大误差粗大误差明显超出确定条件下预期的误差明显超出确定条件下预期的误差粗大误差往往是由于人工疏忽或环境的干扰造成的，粗大误差往往是由于人工疏忽或环境的干扰造成的，所以也称疏失误差或粗差所以也称疏失误差或粗差随机误差随机误差在实际情况相同的条件下，多次测量同一量时，绝对在实际情况相同的条件下，多次测量同一量时，绝对值和符号以不可预定方式变化的误差，称之为随机误差值和符号以不可预定方式变化的误差，称之为随机误差随机误差是判断误差、环境条件的变化于扰等许多因随机误差是判断误

11、差、环境条件的变化于扰等许多因素共同影响的结果素共同影响的结果大连理工大学基础力学实验中心p粗差剔除准则粗差剔除准则3 3准则（莱因达准则）准则（莱因达准则） n10n10，t ti i- -t t均值均值33，剔除，剔除肖维勒准则肖维勒准则 fn是是n n的函数的函数, ,t ti i- -t t均值均值 f fn n，剔除，剔除格拉布斯准则格拉布斯准则 ( (t ti i- -t t均值均值)/)/= = g g(n,(n,a a) )，a a为显著性水平为显著性水平 有严格概率含义，推荐使用有严格概率含义，推荐使用迪克松（迪克松（dixondixon）准则）准则 采用极差比，数据从小到大

12、排列采用极差比，数据从小到大排列大连理工大学基础力学实验中心p粗差剔除注意事项粗差剔除注意事项剔除可疑数据时，首先应对样本观测值中的最小值和剔除可疑数据时，首先应对样本观测值中的最小值和最大值进行判断，因为这两个值极有可能是可疑数据最大值进行判断，因为这两个值极有可能是可疑数据可疑数据每次只能剔除一个，然后按剩下的样本观测可疑数据每次只能剔除一个，然后按剩下的样本观测值重新计算，再做第二次判断，如此逐个地剔除，直到值重新计算，再做第二次判断，如此逐个地剔除，直到所有剩下的值不再是可疑数据为止。不允许一次同时剔所有剩下的值不再是可疑数据为止。不允许一次同时剔除多个样本观测值除多个样本观测值采用不

13、同准则对可疑数据进行判断时，可能会出现不采用不同准则对可疑数据进行判断时，可能会出现不同结论，此时要对所选用准则的适用范围，给定的检验同结论，此时要对所选用准则的适用范围，给定的检验水平的合理性，以及产生可疑数据原因等作进一步分析水平的合理性，以及产生可疑数据原因等作进一步分析大连理工大学基础力学实验中心本次试验所涉及理论课内容p理论力学教材 第18章 振动 大连理工大学基础力学实验中心论文要求篇幅 不低于5000字，不允许打印时间 课上4学时，课下不限十八周周五前提交论文大连理工大学基础力学实验中心论文格式要求工程背景或研究背景基本理论（研究现状）减振方法及减振措施实验设计及实验验证数据比较

14、与处理实验结果与讨论参考文献大连理工大学基础力学实验中心工程背景或研究背景 自己查资料基本理论（研究现状） 自己查资料大连理工大学基础力学实验中心消除震源：干扰力的存在导致强迫振动，消除振动的根本办法是消除干扰力的来源。避开共振区：使系统的固有频率远离开干扰力的频率，确保系统不在共振区内工作。增大阻尼：阻尼对受迫振动的振幅值有抑制作用，在共振区内，阻尼明显使振幅值下降。动力消振器利用两个自由度系统受迫振动的原理，使某个附属系统产生振动，以减轻主要设备的振动。工程中利用强迫振动理论进行消震或减振的方法大连理工大学基础力学实验中心减振方法及减振措施幅频特性（单自由度系统）222 2222/(4)1

15、6b mafn f2/k msinfbpt大连理工大学基础力学实验中心动 力 吸 振 器举例大连理工大学基础力学实验中心吸振：将原系统振动能量转移到附加系统上，从而使原系统振动减小。动力吸振器原理：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。单式动力吸振器：主振系统是一个单自由度系统，主振系统与动力吸振器一起构成二自由度系统。是两个自由度系统强迫振动的一个例子。基本概念大连理工大学基础力学实验中心吸振原理单式动力吸振器力学模型1121122222221()sin0m xkkxk xftm xk xk xsinft2k1k2m1m1x2

16、xsinft221()kxx11k x1m2m大连理工大学基础力学实验中心吸振原理方程特解：方程特解：1122sinsinxatxat222122212122222222121222()()()()()f kmakkmkmkfkakkmkmk大连理工大学基础力学实验中心吸振原理无量纲转换1stfk222122212122222222121222()()()()()f kmakkmkmkfkakkmkmk11nkpm22akpm21mum21222222222111111astaannanstaannanpappuuppppappuupppp大连理工大学基础力学实验中心吸振原理 分析分析 当 时

17、，得到： 。 这表明质量块m1的振动完全消失，达到了吸振的目的。 说明 单式动力吸振器只对某一固定频率下的振动进行吸振。 安装减振器后，系统成为二自由度系统。 原系统具有一定振幅，加减振器后振幅为零，达到减振目的；但会出现两个新的共振区。因此，动力吸振器对频率基本不变的干扰力是很有效的。 若干扰力频率在较大范围内变化，一般考虑用有阻尼的减振器。 ap22/af k 10a 大连理工大学基础力学实验中心吸振原理单式动力吸振器吸振传递曲线图1101stanp2np1np0.2u anpp大连理工大学基础力学实验中心吸振原理特例（共振状态下的吸振）设原来的单自由度系统（主系统）在给定的干扰力作用下正好处于共振状态，即 ，此时的幅频特性曲线为虚线所示。安装减振器后，系统成为二自由度系统。若减振元件满足 ，则幅频特性曲线如图中实线所示。原系统处在共振状态，加吸振器后共振区振幅降为零，达到减振目的；但出现两个新的共振区。apnp大连理工大学基础力学实验中心吸振原理单式动力吸振器传递曲线图1101stanp2np1np0.2u napp大连理工大学基础力学实验中心实验设计与实验验证p自己设计、自己实