机械测试技术实验报告

《机械测试技术》实 验 报告学院：专业：机械设计制造及其自动化学号：姓名中北大学机械工程系2023515试验一：用应变仪测量电阻应变片的灵敏度一、试验目的把握选择应变片的原则及粘贴质量的检查；把握在静载荷下使用电阻应变仪测量方法；1.把握桥路连接和电阻应变仪工作原理；5.了解影响测量误差产生的因素；6．为后续电阻应变测量的试验做好在试件上粘贴应变片、接线、防潮、检二、试验仪器及设备天平秤；砝码；千分尺〔0～25；

等强度梁试件；INV1861应变调理器；INV3018C防潮用硅胶； 游标卡尺；电烙铁、镊子、砂纸等工具； 小台钳、钢尺、划针；502粘结剂〔氰基丙烯酸酯粘结剂； 丙酮、乙醇、药棉等清洗器材等三、试验原理形时，应变片随着构件一起变形〔ΔL/L，应变片的电阻值将发生相应的变化，通过电阻应变仪，可测量出应变片中电阻值的变化〔ΔR/R或输出与应变成正比的模拟电信号〔电压或电流，用记录仪记录下来，也可用S被测量的变化而变化，设改电阻为R1，产生的电阻变化量为ΔR，原理如以下图所示：R1R1R2R1+δRBR2个ABCDCR4R30R3DR4Ue则输出电压U

1的值为：u 0 0 4 e式中,uuuε可从中直接读出，0 e 0u在应变仪中读出，Se四、试验方法与试验步骤不能粘贴，必需更换。200档0.5，否则需要更换。进展处理，处理过程如下：45性消耗材料，粘贴后再起下来不能再用。然后用划针在贴片处划出十字线，作为贴片坐标，再用棉球擦一下。打磨好的外表，如临时不贴片，可涂以凡士林等防止氧化。贴片。贴片过程如下：，一手捏住应变片引出线，把应变片轴线对准坐标线贴到等强度梁外表上。和多余的胶水，直到应变片与被测物严密粘合为止。1分钟后再放开，按住时不要使应变片移动。留意粘能准确传递应变。粘贴质量的检查。过程如下：目测或用放大镜检查应变片是否粘牢,有无气泡、翘起等现象。用万用表检查电阻值。正常状况下，阻值与未贴片前的相差无几。防止虚焊。应变片保护。用704硅橡胶覆于应变片上，防止受潮。在悬臂梁上依次填加砝码，使电桥平衡后读取电压值，并记录之。4u利用公式S= 0 ，计算电桥灵敏度S。εue利用材料力学学问计算电阻应变片的实际灵敏度，验证明验结果，用到的公式为：MM=PL =

Wbh2

， W ， 6 ， E300mm；σ－弯曲应力；b－等4mm；ε－实W－抗弯截面模量；E－E=1.62*1011N·m2五、数据处理与分析载荷/g0挂钩50100150200250Ubd/V0.02250.070.861.652.463.244.04算出电桥输出端电压变化量的平均值为UBD=2.38V将有关公式带入应变片灵敏度的计算公式，得出灵敏度六、试验结果电阻应变片的灵敏度为2.22，相对误差M=0.018试验二：测量等强度梁的固有频率和阻尼率一、试验目的学会机械系统的固有频率和阻尼率的测定方法识别悬臂梁的二阶固有频率和阻尼系数二、试验设备与仪器等强度梁东方所振动与噪声测试仪三、试验原理击和阶跃松弛鼓励等方法，本试验中承受脉冲锤击产生瞬态信号。有效频率取决于脉冲持续时间τ，τ越小则频率范围越大。固有频率，可依据直接读出固有频率的值。阻尼比的测定阻尼，其振幅呈指数衰减波形，可算出阻尼比，下面具体论述。S22n

20，对应的微分方112md2xcdxkx0，其中c2

。由于

，当很小时，dt2可以认为

dt。

n d nd nA A A A A减幅系数＝i eT，而i i i1........ ij1j，AndAi1

Aij

Ai1

Ai2

Aij则： 1 AT。＝ln ijA ndij又由于，所以T＝T＝2，所以＝2，n d nd d d＝2求解过程：A~A7个点的幅值，可求出

1INA，依据公式可求出阻11 7 6 A 217尼比。7个点对应的时间T~T1 7

，可用法求出Td

，再依据公式T T ，n1n12求出TTN d

。TT1123

为无阻尼信号周期。从时域图中读出有阻尼固有频率d

112

121d频率121dn四、试验方法与试验步骤试验原理图：敲击等强度梁敲击等强度梁磁座东方所加速度传感器。设置适当的采样频率和采样点数以及硬件增益。点击“采样”后开头敲击。避开产生不必要的干扰波形。数据分析，用东方所器进展数据分析，使用时域分析可以得到峰值点A~A，使用频域分析可以直接得到悬臂梁的固有频率f 。1 7 固五、数据处理与分析MatlabA~A

和T~T

，然后计算阻尼比，最终计算TN

和 。d

1 7 1 7从悬臂梁振动信号的频域图上可以直观的看到悬臂梁的一阶固有频率为15.7Hz7个峰值:A1=0.17056;A2=0.13806;A3=0.11365;;A4=0.10632;A5=0.09167;A6=0.09045;A7=0.08069;＝=0.0170262六、试验结果〔1〕f固

。〔2〕阻尼比=0.017。试验三：振动信号测量与频谱分析一、试验目的的各组成谐波进展直观的、感性的生疏和了解。谱图上特征频率查找该机械设备的振源。二、试验设备与仪器1MATLAB2、等强度梁；、INV3020D三、试验原理使用傅立叶变换，将采集到的时域信号转换成频域信。F(u,v)

f(x,y)ej2(uxvy)dxdy逆变换：f(x,y)

Fu,v)ej(uxvy)dudvN 二维离散傅立叶变换为：N 四、试验内容F(m,n)

1NNNi0k0

f(i,k)ej2(mi*nk)f(i,k)

1NN1F(,n)ej(mink)N NN m0n01、将振动与噪声测试仪与加速度传感器连接，观看信号产生的过程。2、振动信号的测量与数据采集。域信号及其傅里业变换。3、振动信号分析，包括傅立叶分析和功率谱分析等。将数据装载到计算机上，MATLAB五、试验方法与试验步骤1源等，开机、设定参数、采集数据，分析处理数据；223Matlabfigure(1);作正弦信号的时域波形title(”时域波形”);grid;fs=500;mag=abs(y);%求幅值进展对应的频率转换figure(2);做频谱图axis([0,100,0,80]);频率(Hz)”);ylabel(”幅值”);幅频谱图”)