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阻尼振动实验报告
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 一、实验目的
（一）观察扭摆的阻尼振动，测定阻尼因数。 （二）研究在简谐外力矩作用下扭摆的受迫振动，描绘扭摆在不同阻尼的情况下的共振曲线（即幅频特性曲线）。 （三）描绘外加强迫力矩与受迫振动之间的位相随频率变化的特性曲线（即相频特性曲线）。（四）观测不同阻尼对受迫振动的影响。二、实验仪器
扭摆（波尔摆）一套，秒表，数据采集器，转动传感器。三、实验任务
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ζ和固有角频率ω0。
3、测量其他2种或3种阻尼状态的振幅，并求ζ、τ、Q和它们的不确定度。4、测定受迫振动的幅频特性和相频特性曲线。四、实验步骤
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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。然后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θj；周期选择置于“10”位置，按复位钮启动周期测量，停止时读取数据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ζ；
（2）用阻尼比和振动周期Td计算固有角频率ω0。 3、依照上法测量阻尼（2、3、4）三种阻尼状态的振幅。求出ζ、τ、Q和它们的不确定度。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ω，选择2个或3个不同阻尼比（和步骤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φ=
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π/2的点。并要求：（1）将用此法测定的ω0与已有的结果作比较；
（2）逐点法实测相位差φ与由式??arctan( 2??
)计算值的相对偏差。 ?02??2
五、实验数据记录及处理
1、测量最小阻尼(阻尼0)时的阻尼比ζ和固有角频率ω0
于是得到： 11b?D?2 II?b? ?(y i?1I i?I 1 ?yi)?2 I ?(ln? i?1 I i?I
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?ln?i)?-9.094×10-3 ?2.5×10-4 由b??2?? ? ?2 ?1? ?0.5 得到： ?? b2-3 1.45×10?22 4π?b 4?2-5
4×10?????b223/2 (4??b)
??(1.45±0.04)×10-3 Td?1.502s ?仪=1×10-3s s?d ?7.54×10 –3 s
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?Td??3×10-3s ?0?2?Td?4.186s-1 ??0 -1
1.997×10???0??0 ???0??0 ?0
?8×10-4s-1
??0?（4.186±0.008）s-1
2、测量其他2种或3种阻尼状态的振幅，求出ζQ。 1b?2 I ??ln? i?1 I i?I
?ln?i??-0.08654 ?b? 1.5× 10–3 –2
τ、 第 5 页 共 17 页
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