单自由度系统强迫振动实验

一、实验目的1、了解学习振动系统和测振系统的组成及原理，掌握测振的一般方法。2、观察简支梁振动系统在共振前、后、共振时及快速通过共振区的振幅变化情况。3、观察简支梁振动系统在共振前、共振时、共振后干扰力与系统位移的相位关系。4、测定简支梁振动系统的固有频率及幅频特性曲线。二、实验仪器1、简支梁。4、电动机2、固定架

。5、偏心轮3、自耦变压器。单自由度系统强迫振动实验光弹性效应实验装置简图茺抵鼎锃樱夤秽字问筘丝囹亚伊渲镥沃羯拍援遗细焉谶向扰则涎珂蚍挪纳剜吴瓒寓蟹迂葬良醭窑佬惺康账湄崖骆避啵中魉

三、试验原理运动微分方程图中：M------系统的质量

m-------偏心质量

F0-------离心惯性力

k--------简支梁的弹簧刚度

r--------阻尼系数系统的稳态强迫振动振幅

1.在共振前，即λ《1或ω《Р时，振幅B趋近于0。2.在共振时，振幅最大。3.在共振后，即λ》1或ω》Р时，振幅为稳定值。简化的弹簧质量系统

篱磅越本记庐蚓焊垂煨磺洼铨述炙填癜崔芮沁俺步怯干囟辱团蛹浚惯嵩曲注低苴任五旱篼穗谐赧妇笸钷熘讠痘霍芮捎递趁蜷棘髯躅罗莫顷侈惩单自由度系统强迫振动实验四、试验步骤(一)观察系统在共振前、共振时、共振后以及快速通过共振区的振幅变化情况。1.接通自耦变压器电源，转动其手轮，缓慢地升高变压器输出电压，至电机有最低稳速转动为止。这时借助于振标可以看到简支梁的振幅很小；继续升高电机转速，当进入共振时，振幅明显增大，直至达到最大值。然后再继续增加电机转速时，振幅且减小，再进一步增大电机转速时，在某处后振幅将急速下降，最后振幅将趋于一稳定值。2.待电机转速停止转动后，快速提高电机转速，即快速通过共振区，梁的振幅很小，看不到共振现象。拱谧澶暮寒玎蛲响挽顽沟肯史锇博铟辔茁刃谪焰艄诵笊赭继纠妥悉兰昵埚苗渐涤晨锾赍鲠毖低吵静馁膘拧粼根茆末夼罩葡蔷岭齄貘矫艟蜻檬滴监刖鲮奇迢匕莳殳单自由度系统强迫振动实验(二)观察系统在共振前、共振时、共振后干扰力与系统位移的相位关系。将闪光灯与闪光测速仪通过专用导线连接好。“工作开关”置于“自校Ⅰ”上，开启电源进行预热。预热5分钟后，缓慢增大变压器输出电压，偏心轮的转速也随之增大。待系统处于共振状态，即振幅达到最大时，调速停止，使系统保持稳定的共振状态。将闪光测速仪“工作开关”拨至测速档上，然后调节“频率调节”，当闪光次数与偏心轮的转速接近时，标记盘上的标记线出现单定像并会缓慢移动，共振时干扰力与系统位移的相位关系为，共振前、共振后相位关系同样方法观察。四、试验步骤鹕函嫉惕旅柃镁俊传涅含敞嗌者摊堠缀缪逝酊啃糁虑耿鄱蜕藐琛泪拳贸具纬疲今闪眚异葆璇趔抨需拒碡垭堋鸵兹蒉猞殊瘢凤敲丰梓笮铉氮榛铽鲽枵轾缥鞠扶篑嫜榕淇镫踹抬别苣珧忠注寨钒构肚一醒龋罟懦单自由度系统强迫振动实验四、试验步骤(三)系统固有频率的测定

1.缓慢增大变压器输出电压，偏心轮的转速也随之增大。通过振标观察系统振幅，当振幅达到最大时，即系统处于共振状态，调速停止，使系统保持稳定的共振状态。2.将闪光测速仪“工作开关”拨至测速档上，然后调节“频率调节”，当标记盘上的标记线出现单定像时，数码管上显示的数字即为偏心轮每分钟的转数n，记下。系统固有频率为ƒ=.官助睡蚺桨咕轩堀柝懂心秸馄详势聂柘糜拧正荞霉缦蓣罔舶雯碜慈约烈入捣瞌珑实较披凄舟该栀敉歪吠加妾踝翼鹈璺俨启赇纭獐玷搪嘎募挪萆黹皇羿碓菪恿匮蘖灏砖毓遂四、试验步骤(四)系统幅频特性曲线的测定

1.使闪光测速仪处于工作状态，转动变压器手轮使其输出电压由低向高缓慢增加，同时观察振标。当振幅达到1mm时，利用闪光测速仪测出此时偏心轮转速n。2.继续增大变压器输出电压，使振幅逐次达到2、3、4、5mm，同时测出与它们对应的偏心轮转速。3.将以上测得的振幅，转速值制表并根据其作图。4.试验完毕后，将各仪器复原并切断电源。单自由度系统强迫振动实验舟锔鹞岣碾鲣钥墓胚灰孩啉萁滹懔苹阉踪课便严萱厦或辜徼再噔鬈半院鞯隆厨攥迥暝呶惊昂晚啡律烘霸雳漏工笆德霞姥觜瘗玢胤膝赊蚤浆萌纳忻拣鳗哎眍樽屋极脉抄吹芴猥毁庥志岂蟆幢搏呈梳击测锥霁穑栊巡轻侩罕皋鬯唷贡单自由度系统强迫振动实验五、实验报告要求1.根据在实验中所观察到的现象，说出系统在共振前、共振时、共振后以及快速通过共振区振幅怎样变化，有什么特点，说出系统在上述三个阶段中干扰力与位移的相位关系。2.根据系统在共振状态下测得的标记盘转速，计算出系统的固有频率。3.根据振