2023年028：机械阻抗的测量

综合试验三机械阻抗的测量1、试验目的了解并把握机械阻抗的概念。把握机械阻抗的测量原理与测量方法。了解构造参数的变化对阻抗的影响。2、试验内容对被测对象的机械构造分析和功能分析；用正弦鼓舞的方法，测定机械构造系统的幅频特性和相频特性；记录下频率、幅值相位的数据，并绘出幅频和相频特性曲线图利用试验结果对被测对象进展分析与争论。3、试验系统框图及试验仪器设备、系统框图1所示。1机械阻抗试验系统框图、试验仪器设备机械振动综合试验装置〔装配简支梁〕 1套力锤 1只加速度传感器 1只1电荷放大器 1台数据采集仪 1台信号分析软件〔锤击测振软件〕 1套计算机 1台模态分析软件 1套4、模态分析根本原理统模型中有n个集中质量，一般它便是一个n自由度的系统，需要n个独立坐标来描述n个二阶相互耦合〔联立〕的常微分方程。述振动系统的各阶振动形式，每个坐标均可单独求解，得到系统的某阶构造参数。经离散化处理后，一个构造的动态特性可由N阶矩阵微分方程描述：(1)，分别为M、K、CN为变量的矩阵代数方程(2)式中的矩阵(3)反映了系统动态特性，称为系统动态矩阵或广义阻抗矩阵。其逆矩阵2(4)称为广义导纳矩阵，也就是传递函数矩阵。由式〔2〕可知(5)在上式中令s=jω，即可得到系统在频域中输出〔响应向量〕和输入的关系式(6)H〔ω〕为频率响应函数矩阵。H〔ω〕ij零〕时，i坐标响应与激振力之比。在〔3〕式中令 ，可得阻抗矩阵〔8〕利用实际对称矩阵的加权正交性，有其中矩阵 称为振型矩阵，假设阻尼矩阵C也满足振型正交性关系〔8〕式得到(9)式中3因此 (10)上式中，， r〔又称为广义质量和广义刚度〕。、、r r

r为了确定全部模态参数 实际上只需测量频率响应矩阵的一列〔对应一点激振各点测量的 或一〔对应依次各点激振一点测量的 就够了。分析或模态参数识别的任务就是由确定频段内的实测频率响应函数数据，确定系统的模态参数——模态频率 、模态阻尼比和振型〔n〕。模态分析方法和测试过程鼓舞方法法；要得到矩阵中任一列，承受一点鼓舞，多点测量响应的方法。足够的能源。个甚至更多的鼓舞来激发构造的振动。构造安装方式在测试中使构造系统处于什么状态，是试验预备工作的一个重要方面。4在水平方面处于自由状态。另一种是刚性安装，构造上有一点或假设干点与地面刚性固结。变时基方法的应用太大，鼓舞是mSmS〔采样频率越低，区分率越高〕和时域波形精度〔采样〕这一对无法抑制的冲突。由于脉冲鼓舞信号作用时间很短，〔1〕采样的鼓舞信号偏大；〔2〕采到的鼓舞信号偏小〔3〕鼓舞信号没采到。计算出来的导纳值重复性差，相位不准。因此必需承受变时基测量原理。变时基的原理：用较高的频率对力脉冲进展采样，用较低的频率对响应信号进展采样，两个采样频率的倍数就是变时倍数。承受变时基就可以解决以上问题。试验步骤z图2 梁的构造示意图测点确实定x〔本例承受多点移步敲击、单点响应方法〕，敲击点的数目视要得到的模态的阶数而定，敲击点数目要多于所要求的阶数，得出的高阶模x910量避开使拾振点在模态振型的节点上，此处取拾振点在第六个敲击点处。3仪器连接5910压电加速度一端。振动教学试验仪的两通道输出通过压电加速度一端。振动教学试验仪的两通道输出通过USB接口接到计算机。构造生成构造生成Vib”EDU试验报告标题栏的设置，并保存。在左边信息窗口中*选择“创立或翻开工程”，设定测量数据文件名，点击“显示参数表”并确认，从而进入试验界面。〔在下〕、“停顿触发”。重复上述操作，完成全部鼓舞点的鼓舞操作。〔频率值”依据提示选择“YES”，并保存数据。分析①调采样数据始显示”可观看梁的振型图，暂停显示时可生成始显示”可观看梁的振型图，暂停显示时可生成WORD版的试验报告。的动画显示。的动画显示。

1 2 确定其阻尼率〔4(a。在虚线曲线上，虚部的最小值对应的频12nωnab〔见 1 21图4(b则所对应的频率就上述实频曲线中对应的ω1和2仍可用公式 来nζ。这种方法比较便利，其精度也较高。尤其是用虚频曲线来确定时，结果更为理想。6eR1n2mI)mn)mj(e1 21n2am)j(ej()m(a)(b)六、试验结果和分析1、记录模态参数模态参数第一阶其次阶第三阶六、试验结果和分析1、记录模态参数模态参数第一阶其次阶第三阶2、打印出各阶模态振型投影图2、打印出各阶模态振型投影图7、试验报告试验报告要包括以下内容：试验目的和意义试验原理和方法试验仪器及设备、耗材试验方案〔试验方案设计、试验手段，操作步骤〕试验原始记录〔试验数据记录、现象记录、试验过程觉察的问题〕〔〕试验小结8、操作安全及留意事项自觉维护测量系统，特别是计算机系统的安全；做试验时，务必正确设置仪器工作参数和旋钮档位，不行任意设定；并记录试验现象；79、预习思考题何为位移阻抗、速度阻抗和加速度阻抗？它们的含义是什么？