振动测量实验报告

实验八 固定均匀弦振动的研究

XY弦音计是研究固定金属弦振动的实验仪器，带有驱动和接收线圈装置，提供数种不同的弦，改变弦的张力，长度和粗细，调整驱动频率，使弦发生振动，用示波器显示驱动波形及传感器接收的波形，观察拨动的弦在节点处的效应，进行定量实验以验证弦上波的振动。它是传统的电子音叉的升级换代产品。它的优点是无燥声污染，通过函数信号发生器可以方便的调节频率，而这两点正好是电子音叉所不及的。

[实验目的]

1. 了解均匀弦振动的传播规律。

2. 观察行波与反射波互相干涉形成的驻波。

3. 测量弦上横波的传播速度。

4. 通过驻波测量，求出弦的线密度。

[实验仪器]

XY型弦音计、函数信号发生器、示波器、驱动线圈和接收线圈等。

[实验原理]

设有一均匀金属弦线，一端由弦码A支撑，另一端由弦码B支撑。对均匀弦线扰动，引起弦线上质点的振动，假设波动是由A端朝B端方向传播，称为行波，再由B端反射沿弦线朝A端传播，称为反射波。行波与反射波在同一条弦线上沿相反方向传播时将互相干涉，移动弦码B到适当位置。弦线上的波就形成驻波。这时，弦线就被分成几段，且每段波两端的点始终静止不动，而中间的点振幅最大。这些始终静止的点称为波节，振幅最大的点称为波腹。驻波的形成如图4-8-1所示。

设图4-8-1中的两列波是沿x轴相反方向传播的振幅相等、频率相同的简谐波。向右传播的用细实线表示，向左传播的用细虚线表示，它们的合成驻波用粗实线表示。由图4-8-1可见，两个波腹间的距离都是等于半个波长，这可以从波动方程推导出来。

下面用简谐表达式对驻波进行定量描述。设沿x轴正方向传播的波为行波，沿x轴负方向传播的波为反射波，取它们振动位相始终相同的点作坐标原点，且在x=0处，振动质点向上达最大位移时开始计时，则它们的波动方程为：

)(2cos1xftAy )(2cos2xftAy

式中A为简谐波的振幅，f为频率，λ为波长，x为弦线上质点的坐标位置。两波叠加后的合成波为驻波，其方程为： A

材料力学实验教学

1 实验二 用“利萨如图形法”测量简谐振动的频率

一、实验目的

1.了解利萨如图形的物理意义规律和特点。

2.学会用“利萨如图形法”测量简谐振动的频率。

二、实验装置

图2.1表示用利萨如图形法测量简谐振动频率的实验装置。

图 2-1 实验装置框图

三、实验原理

利萨如图是把两个空间布置位置互相垂直的传感器测得的信号，一个作为X轴一个作为Y轴进行合成得到的图形。互相垂直，不同频率的振动的合成，显示出复杂的图形，一般情况下，图形是不稳定的，当两个振动的频率成正整数比时，它们就合成了较稳定的图形。

为简单起见，以两个振动方向互相垂直的简谐振动的合成进行讨论。设两个振动波形方程为：

x=A1 cos(ω1t + φ1)；y=A2 cos(ω2t + φ2)

其合成波形的方程式为：

1221221222212sincos2AAxyAyAx

ω1=2πf1 ，ω2=2πf2

1、当ω1 =ω2 ，12时

这时12=0 扫频信号源 动态信号分析计算机系统及分析软件 打印机或

绘图仪 电机调压器 速度传感器 调速电机

简支梁

材料力学实验教学

2 12AAxy

合成波形的轨迹是一条直线，直线通过坐标原点，斜率为两个振幅之比即A2 /A1 。

2、当ω1 =ω2 ，A2 = A1 ，12时

x2 –2xycosφ+ y2 = A12 sin2φ

当 φ= 0 时 （x-y）2 =0 直线

φ= 450 时 x2- 2xy+ y2 = A12 /2 椭圆

第1篇

一、实验目的

本次实验旨在通过振动测量技术，对水泵在运行过程中产生的振动进行检测和分析，了解水泵振动特性，为水泵的故障诊断和性能优化提供依据。

二、实验原理

振动测量技术是利用传感器将振动信号转换为电信号，通过测量和分析电信号，得出振动参数，如位移、速度、加速度等。本实验采用振动加速度传感器进行测量，通过对振动信号的频谱分析，找出水泵的故障特征频率，从而进行故障诊断。

三、实验设备

1. 振动加速度传感器：用于测量水泵振动加速度；

2. 数据采集器：用于采集振动信号；

3. 水泵：实验对象；

4. 振动分析软件：用于处理和分析振动数据。

四、实验步骤

1. 水泵安装：将水泵安装在实验台上，确保水泵稳定运行；

2. 振动传感器安装：将振动加速度传感器安装在泵体关键部位，如轴承座、电机等；

3. 数据采集：启动水泵，记录振动加速度数据；

4. 振动信号处理：将采集到的振动数据导入振动分析软件，进行频谱分析；

5. 结果分析：根据频谱分析结果，找出故障特征频率，进行故障诊断。

五、实验结果与分析

1. 水泵振动频谱分析

根据振动分析软件处理的结果，水泵振动频谱如图1所示。

图1 水泵振动频谱 从频谱图中可以看出，水泵振动主要分布在10Hz～100Hz范围内，其中50Hz附近存在一个较大的峰值，这可能是电机振动引起的。此外，在100Hz附近也存在一个峰值，这可能是轴承振动引起的。

2. 故障诊断

根据频谱分析结果，可以初步判断水泵可能存在以下故障：

（1）电机故障：50Hz附近的峰值可能是电机故障引起的；

（2）轴承故障：100Hz附近的峰值可能是轴承故障引起的。

针对以上故障，建议采取以下措施：

（1）检查电机：检查电机内部是否存在故障，如线圈短路、轴承磨损等；

（2）检查轴承：检查轴承是否存在磨损、松动等故障。

六、实验结论

通过本次实验，我们成功地对水泵振动进行了测量和分析，找出了水泵的故障特征频率，为水泵的故障诊断和性能优化提供了依据。在今后的工作中，我们将继续研究水泵振动测量技术，为水泵的安全运行和性能提升提供有力支持。

第1篇

一、引言

随着工业自动化程度的不断提高，工厂生产过程中产生的振动问题日益受到重视。振动不仅会影响设备的正常运行，还会对操作人员的安全和健康造成威胁。为了确保工厂生产的安全和高效，本报告对工厂振动进行了系统测试，以了解振动源、振动传播路径以及振动对设备的影响，为振动控制提供科学依据。

二、实验目的

1. 了解工厂振动产生的来源及传播路径。

2. 测量不同区域的振动强度和频率。

3. 分析振动对设备的影响。

4. 为振动控制提供科学依据。

三、实验设备与仪器

1. 振动测试仪：用于测量振动强度和频率。

2. 激光测距仪：用于测量设备与振动源的距离。

3. 摄像头：用于观察振动现象。

4. 计算机软件：用于数据处理和分析。

四、实验方法

1. 确定测试点：根据工厂布局，选取具有代表性的测试点，包括振动源附近、振动传播路径上以及设备附近。

2. 测试振动强度和频率：使用振动测试仪分别测量各个测试点的振动强度和频率。

3. 测量设备与振动源的距离：使用激光测距仪测量设备与振动源的距离。

4. 观察振动现象：使用摄像头观察振动现象，记录振动形态和频率。

5. 数据处理和分析：将测试数据输入计算机软件，进行数据处理和分析。

五、实验结果与分析 1. 振动源：通过测试发现，工厂振动的主要来源为机械设备运行、物料运输以及空气流动等。

2. 振动传播路径：振动主要沿地面、墙壁以及设备本身传播。

3. 振动强度和频率：不同区域的振动强度和频率存在差异，振动源附近振动强度较大，频率较高；振动传播路径上振动强度逐渐减弱，频率降低；设备附近振动强度较小，频率较低。

4. 振动对设备的影响：振动可能导致设备疲劳、磨损，甚至损坏。长期处于高振动环境下，设备的使用寿命将大大缩短。

六、振动控制措施

1. 优化设备布局：将振动源与设备保持一定距离，减少振动传播。

2. 使用减振设备：在振动源附近安装减振垫、减振器等，降低振动强度。