1、阻尼运动实验报告竭诚为您提供优质文档/双击可除阻尼运动实验报告篇一：阻尼振动与受迫振动实验报告阻尼振动与受迫振动实验报告工程物理系核41崔迎欢20XX011787一实验名称：阻尼振动与受迫振动二实验目的1观测阻尼振动，学习测量振动系统基本参数的方法；2研究受迫振动的幅频特性和相频特性，观察共振现象；3观测不同阻尼对受迫振动的影响。三.实验原理1有粘滞阻尼的阻尼振动弹簧和摆轮组成一振动系统，设摆轮转动惯量为J，粘滞阻尼的阻尼力矩大小定义为角速度d/dt与阻尼力矩系数的乘积，弹簧劲度系数为k，弹簧的反抗力矩为-k。忽略弹簧的等效转动惯量，可得转角的运动方程为d2?d?J2?k?0dtdt记0为无阻
2、尼时自由振动的固有角频率，其值为0k/J，定义阻尼系数=/（2J），则上式可以化为：d2?d?2?k?02dtdt2小阻尼即?2?0?0时，阻尼振动运动方程的解为?t?iexp(?t)cos?i（*）?由上式可知，阻尼振动角频率为?d?阻尼振动周期为Td?2?2周期外力矩作用下受迫振动的解在周期外力矩mcost激励下的运动方程和方程的通解分别为dd2?d?J2?k?mcos?tdtdt?t?iexp?t?cos?i?mcos?t?这可以看作是状态（*）式的阻尼振动和频率同激励源频率的简谐振动的叠加。一般t后，就有稳态解?t?mcos?t?稳态解的振幅和相位差分别为?m?arctan2?22?0
3、?其中，的取值范围为（0，），反映摆轮振动总是滞后于激励源支座的振动。3电机运动时的受迫振动运动方程和解弹簧支座的偏转角的一阶近似式可以写成?t?mcos?t式中m是摇杆摆幅。由于弹簧的支座在运动，运动支座是激励源。弹簧总转角为?t?mcos?t。于是在固定坐标系中摆轮转角的运动方程为d2?d?J2?k?mcos?t?0dtdt也可以写成d2?d?J2?k?k?mcos?tdtdt于是得到2?m?由m的极大值条件?m?0可知，当外激励角频率?m有极大值系统发生共振，?，称为阻尼比。引入参数?0?于是，我们得到?m?arctan四实验仪器：2?0?1?0?波2耳振动仪五实验步骤。1打开电源开关，
4、关断电机和闪光灯开关，阻尼开关置于“0”档，光电门h、I可以手动微调，避免和摆轮或者相位差盘接触。手动调整电机偏心轮使有机玻璃转盘F上的0位标志线指示0度，亦即通过连杆e和摇杆m使摆轮处于平衡位置。染货拨动摆轮使偏离平衡位置150至200度，松开手后，检查摆轮的自由摆动情况。正常情况下，振动衰减应该很慢。2开关置于“摆轮”，拨动摆轮使偏离平衡位置150至200度后摆动，由大到小依次读取显示窗中的振幅值j；周期选择置于“10”位置，按复位钮启动周期测量，体制时读取数据10Td。并立即再次启动周期测量，记录每次过程中的10Td的值。（1）逐差法计算阻尼比；（2）用阻尼比和振动周期Td计算固有角频率
5、0。3.依照上法分别测量阻尼（1、2）两种阻尼状态的振幅。求出、Q。4.开启电机开关，置于“强迫力”，周期选择置于“1”，调节强迫激励周期旋钮以改变电机运动角频率，选择2和4两种阻尼比，测定幅频和相频特性曲线；每次调节电机状态后，摆轮要经过多次摆动后振幅和周期才能稳定，这时再记录数据。要求每条曲线至少有12个数据点，其中要包括共振点，即=/2的点。六实验结果1测量最小阻尼时的阻尼比和固有角频率0。拟合直线得b=-0.0096,由b?2?sb=3.1*10(-5)?2?1?0.5得到：=（1.52790.0011）*10(-5)Td=1.44524s,=1/=-Td/b=151.02sQ=1/2
6、=327.22测量其他2种阻尼状态的振幅，求出、Q。阻尼档为3：b=-0.097884619sb=0.000657603=1.558*10(-2),=(15.58000.0016)*10(-3)Td=1.444s0=4.352/s=1/=-Td/b=14.75sQ=1/2=32.1阻尼档为4时：b=-0.128536508sb=0.000738915=0.02045=(20.45000.0024)*10(-3)Td=1.444s0=4.352/s=1/=-Td/b=11.23sQ=1/2=24.453测定受迫振动的幅频特性和相频特性曲线。阻尼档为3时=1/=0.068，阻尼档为4时=1/=0.
7、089篇二：阻尼振动与受迫振动实验报告阻尼振动与受迫振动实验报告一、实验目的1观测阻尼振动，学习测量振动系统基本参数的方法；2研究受迫振动的幅频特性和相频特性，观察共振现象；3观测不同阻尼对受迫振动的影响。二、实验原理1有粘滞阻尼的阻尼振动弹簧和摆轮组成一振动系统，设摆轮转动惯量为J，粘滞阻尼的阻尼力矩大小定义为角速度d/dt与阻尼力矩系数的乘积，弹簧劲度系数为k，弹簧的反抗力矩为-k。忽略弹簧的等效转动惯量，可得转角的运动方程为d2?d?J2?k?0dtdt记0为无阻尼时自由振动的固有角频率，其值为0k/J，定义阻尼系数=/（2J），则上式可以化为：d2?d?2?k?02dtdt2小阻尼即?
8、2?0?0时，阻尼振动运动方程的解为?t?iexp(?t)cos?i（*）?由上式可知，阻尼振动角频率为?d?阻尼振动周期为Td?2?2周期外力矩作用下受迫振动的解在周期外力矩mcost激励下的运动方程和方程的通解分别为dd2?d?J2?k?mcos?tdtdt?t?iexp?t?cos?i?mcos?t?这可以看作是状态（*）式的阻尼振动和频率同激励源频率的简谐振动的叠加。一般t后，就有稳态解?t?mcos?t?稳态解的振幅和相位差分别为?m?arctan2?22?0?其中，的取值范围为（0，），反映摆轮振动总是滞后于激励源支座的振动。3电机运动时的受迫振动运动方程和解弹簧支座的偏转角的一阶
9、近似式可以写成?t?mcos?t式中m是摇杆摆幅。由于弹簧的支座在运动，运动支座是激励源。弹簧总转角为?t?mcos?t。于是在固定坐标系中摆轮转角的运动方程为d2?d?J2?k?mcos?t?0dtdt也可以写成d2?d?J2?k?k?mcos?tdtdt于是得到2?m?由m(:阻尼运动实验报告)的极大值条件?m?0可知，当外激励角频率?m有极大值系统发生共振，?，称为阻尼比。引入参数?0?于是，我们得到?m?arctan2?0?1?0?2三、实验任务和步骤1调整仪器使波耳共振仪处于工作状态。2测量最小阻尼时的阻尼比和固有角频率0。3测量阻尼为3和5时的振幅，并求。4测定受迫振动的幅频特性和
10、相频特性曲线。四、实验步骤。1打开电源开关，关断电机和闪光灯开关，阻尼开关置于“0”档，光电门h、I可以手动微调，避免和摆轮或者相位差盘接触。手动调整电机偏心轮使有机玻璃转盘F上的0位标志线指示0度，亦即通过连杆e和摇杆m使摆轮处于平衡位置。染货拨动摆轮使偏离平衡位置150至200度，松开手后，检查摆轮的自由摆动情况。正常情况下，震动衰减应该很慢。2开关置于“摆轮”，拨动摆轮使偏离平衡位置150至200度后摆动，由大到小依次读取显示窗中的振幅值j；周期选择置于“10”位置，按复位钮启动周期测量，体制时读取数据10Td。并立即再次启动周期测量，记录每次过程中的10Td的值。（1）逐差法计算阻尼比
11、；（2）用阻尼比和振动周期Td计算固有角频率0。3.依照上法测量阻尼（2、3、4）三种阻尼状态的振幅。求出、Q。4.开启电机开关，置于“强迫力”，周期选择置于“1”，调节强迫激励周期旋钮以改变电机运动角频率，选择2个或3个不同阻尼比（和任务3中一致），测定幅频和相频特性曲线，注意阻尼比较小（“0”和“1”档）时，共振点附近不要测量，以免振幅过大损伤弹簧；每次调节电机状态后，摆轮要经过多次摆动后振幅和周期才能稳定，这时再记录数据。要求每条曲线至少有12个数据点，其中要包括共振点，即=/2的点。五、实验注意事项1.为避免剩磁影响，不能随便拨动阻尼开关2.只有测量受迫振动的相频曲线时才可开启闪光灯开
12、关，使用完毕后立即关闭3.相频特性与幅频特性测量要在振动稳定后进行4.共振点附近要注意调节勿使振幅过大，以免损坏仪器5.几种阻尼状态下的幅频曲线及相频曲线画在同一坐标纸上，以便进行比较六、实验结果及其处理1。于是得到：125b?2?ln?i?25?ln?i?6.88960.02210-3sb?25i?1由b?2?0.00110-48.713?2?1?0.5得到：?4?2-3-4?31.0965101.386710?3.501?10?s?0.000162b22?4?b?30.11387)10-3?(1.00965?3.501?0.001?101.44567sTd?1.4614ssd?0.0021
13、0-3?2.266?0?2?Td?1-14.3462s4?4.299s?0.001?0?0?0?4.299?0.006s?12测量阻尼3状态时的振幅，求出?、?0。?4.299?0.006s?1b?250.0798sb?ln?i?5?ln?i?0.080i?150.002?0.00175?4?2?20.012699?1.273?10?s?0.002790.00032b22?4?b?2-20.0035)?(1.26990.001?1.273?1010-21010TdT1d?0T?14.622?1s4s.?6s?T2dT?2d?T?1.4622?ss1s.ss4?6s0.00212?0.00211
14、4.663s1.4663sT2.05710d14.622d1.4622TTddd?0?2?T?14.2858s?0.0014?4.297s?0.01?0-1?0-10.0423s?0?4.28584.299?0.006s?篇三：振动实验报告振动与控制系列实验姓名：李方立学号：20XX20000111电子科技大学机械电子工程学院实验1简支梁强迫振动幅频特性和阻尼的测量一、实验目的1、学会测量单自由度系统强迫振动的幅频特性曲线。2、学会根据幅频特性曲线确定系统的固有频率f0和阻尼比。二、实验装置框图图3.1表示实验装置的框图图3-1实验装置框图图3-2单自由度系统力学模型三、实验原理单自由度系统的
15、力学模型如图3-2所示。在正弦激振力的作用下系统作简谐强迫振动，设激振力F的幅值b、圆频率o(频率f=2)，系统的运动微分方程式为：d2xdxm2?c?Kx?Fdtdtd2xdx2?2n?x?F/m2dtdtd2xdx?2?2x?F/m2dt或dt（3-1）式中：系统固有圆频率=K/mn-衰减系数2n=c/m-相对阻尼系数=n/F激振力F?bsin?0t?bsin(2?ft)方程的特解，即强迫振动为：x?Asin(?0?)?Asin(2?f?)（3-2）?-初相位2式中：A强迫振动振幅A?b/m(?2?0)2?4n2?0（3-3）2式(3-3)叫做系统的幅频特性。将式(3-3)所表示的振动幅值
16、与激振频率的关系用图形表示，称为幅频特性曲线(如图3-3所示)：3-2单自由度系统力学模型3-3单自由度系统振动的幅频特性曲线图3-3中，Amax为系统共振时的振幅；f0为系统固有频率，f1、f2为半功率点频率。振幅为Amax时的频率叫共振频率f0。在有阻尼的情况下，共振频率为：2fa?f?2?(3-4)当阻尼较小时，fa?f0故以固有频率f0作为共振频率fa。在小阻尼情况下可得?f2?f12f0(3-5)f1、f2的确定如图3-3所示：一、实验方法1、激振器安装把激振器安装在支架上，将激振器和支架固定在实验台基座上，并保证激振器顶杆对简支梁有一定的预压力（不要超过激振杆上的红线标识），用专用
17、连接线连接激振器和Dh1301输出接口。2、将测试系统连接好将力传感器输出信号接到采集仪的1-1通道。点采样控制栏的运行参数按钮，设置参考通道为1-1，将速度传感器布置在激振器附近，传感器测得的信号接到采集仪的1-2通道。3、仪器设置打开仪器电源，进入控制分析软件，新建一个文件（文件名自定），设置采样频率、量程范围、工程单位和标定值等参数，在数据显示窗口内点击鼠标右键，选择信号，选择显示时间波形1-2，开始采集数据，数据同步采集显示在图形窗口内。4、调节Dh1301扫频信号源的输出频率，激振信号源显示的频率即为简支梁系统强迫振动的频率fy。5、改变输出频率：把频率调到零，逐渐增大频率到50hz
18、。每增加一次25hz，在共振峰附近尽量增加测试点数。并将振动幅值及对应频率填入表3-1。6、验证上述实验结果：分析软件进入到频响函数分析模块。?设置信号源频率，起始频率：5hz，结束频率：100hz，线性扫频间隔：1hz/s。?设置分析软件，平均方式：峰值保持；信号显示窗口内，选择显示频响函数1-2/1-1曲线；?开始采集数据，输出扫频信号给激振器。直到扫频信号达到结束频率，手动停止扫频。?频响函数曲线类似图3.3。五、实验结果分析1、实验数据表3-l2、根据表3-1中的实验数据绘制系统强迫振动的幅频特性曲线。3、确定系统固有频率f0=45hz(幅频特性曲线共振峰的上最高点对应的频率近似等于系统固有频率)。4、确定阻尼比?。按图3.3所示计算o.707Amax，然后在幅频特性曲线上确定f1、f2利用式(3.5)计算出阻尼比。由图3-4得f1=44，f2=47。带入3-5式得?=0.033
