部分学生的设计性实验小论文
说明：在下面的数据处理中，如A11，T1d1，?1，?1，T1n，?n1：表示第一次实验中第一、幅值、对应幅值时间、变化率、阻尼比、无阻尼固有频率。第二次和和三次就是把对应的1改成2或3.由于在编缉公式时不注意２，３与平方，三次方会引起误会，请老师见谅！！
Ap0308104 陈 2006-7-1
实验题目：悬臂梁一阶固有频率及阻尼系数测试
一、 实验要求以下：
1. 用振动测试的方法，识别一阻尼结构的（悬臂梁）一阶固有频率和阻尼系数； 2. 了解小阻尼结构的衰减自由振动形态；
3. 选择传感器，设计测试方案和数据处理方案，测出悬臂梁的一阶固有频率和阻尼
根据测试曲线，读取数据，识别悬臂梁的一阶固有频率和阻尼系数。
二、实验内容
识别悬臂梁的二阶固有频率和阻尼系数。 三 、测试原理概述：
1，瞬态信号可以用三种方式产生，有脉冲激振，阶跃激振，快速正弦扫描激振。
2，脉冲激励 用脉冲锤敲击试件，产生近似于半正弦的脉冲信号。信号的有效频率取决于
脉冲持续时间 τ，τ越小则频率范围越大。
3. 幅值：幅值是振动强度的标志，它可以用峰值、有效值、平均值等方法来表示。
频率：不同的频率成分反映系统内不同的振源。通过频谱分析可以确定主要频率成分及其幅值
大小，可以看到共振时的频率，也就可以得到悬臂梁的固有频率 4、阻尼比的测定
自由衰减法 : 在结构被激起自由振动时，由于存在阻尼，其振幅呈指数衰减波形，可算出阻尼
比。一阶固有频率和阻尼比的理论计算如下：
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3.5152?11f固＝EI?SL4??????????(1式)kgmE=2?10pa;b?70mm;h?4mm;L?285mm;??7800;矩：Iab3惯性a3bx?12,Iy?12把数据代入Ix,Iy,后求得 Ix= 11.43 cm4 Iy= 0.04 cm4 载面积：S＝bh=0.07m?0.004m?2.8?10?4m2把S和Iy及E,?,L等数据代入（1）式，求得本悬臂梁理论固有频率f固理＝41.65(HZ)
阻尼比计算如下：
二阶系统的特征方程为S2?2??n??2n?0,微分方程：md2xdt2?cdxdt?kx?0c?2??n?d??n1??2，当?很少时，可以把?d??n。减幅系数?＝Ai?e??nTd而A,i?1AiA?Ai?Ai?1Ai?j?1ji?jAi?1A?........?i?2A??i?j则：?＝1lnAijA???nTd,i?j又因为?n??d,所以?nTd＝?dTd＝2?，所以?＝2??;即可知?＝?2?
在这个实验中，我们使用的是自由衰减法，以下是实验应该得到的曲线样本及物理模型。
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脉冲激励得到的曲线
物理模型
实验步骤及内容
1，按要求，把各实验仪器连接好接入电脑中，然后在悬臂梁上粘紧压电式加速度传感器打开计算机，。。
2，打开计算机，启动计算机上的“振动测试及谱分析 .vi ”。
3，选择适当的采样频率和采样点数以及硬件增益。点击 LabVIEW 上的运行按钮（ Run ）观察由
脉冲信号引起梁自由衰减的曲线的波形和频谱。
4，尝试输入不同的滤波截止频率，观察振动信号的波形和频谱的变化。
5， 尝试输入不同的采样频率和采样点数以及硬件增益，观察振动信号的波形变化。
6， 根椐最合适的参数选择，显示最佳的结果。然后按下“结束按钮，完成信号采集。最后我选 择
的参数是：采样频率fs 为512HZ,采样点数N为512点。
7， 记录数据，copy读到数据的程序，关闭计算机。
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