机械振动测试

实验四机械振动测试一、实验目的1．学习利用共振法求机械结构（悬臂梁系统）的固有频率加和阻尼率的方法。

2．理解阻尼变化对振动状态（特别是共振状态）的影响。

二、实验内容1．利用敲击法求机械结构的低阶固有频率和阻尼率ζ2．利用稳态正弦激振实验所得的幅频特性曲线求机械结构的固有频率和阻尼率ζ。

3．利用相位共振法求机械结构的固有频率。

4．比较阻尼变化对振动参数——幅值的影响。

三、实验原理1．敲击法：用木槌（或铁槌）敲击悬臂梁端部如图1所示。

用压电晶体式加速度传感器感感受试件的输出，把它输入电荷放大器然后将被放大后的信号输入光线示波器，记录下输出曲线（如图2）。

此曲线为一振动衰减曲线。

根据振动理论和光线示波器参数设置，可求出低阶固有频率f n和阻尼率ζ。

1．阻尼率ζ根据振动衰减曲线，按下式计算ζ：式中：δ一对数衰减率，2．固有频率f n根据衰减曲线，按时标与波形对比计算出有阻尼情况的自由振动频率f n ′，再根据振动理论可算出系统的固有频率为：如果系统的阻尼很小（0.1，一般机械系统阻尼均较小），则，故有fn =fn ′阻尼率的计算可直接采用下列公式：2．共振法：=+ζδπδ422δ1ln=+jA A i i jfn fn ='-ζ12ζ<ζ-≈211≈2ζδπ有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）1）最大幅值法：用激振设备对被测系统进行恒力福正弦力慢速扫频激振。

逐点记录各频率下所对应的振幅值。

按幅值二频率对应关系作出幅频特性曲线，如图4所示。

利用幅频曲线上每一个最大幅值附近的一段曲线，可求得相对应的各阶固有频率f n 和阻尼率。

最大幅值法对帽频曲线的处理可参照图5，按下述公式计算出各阶当且阻尼率。

（有关理论参阅有关讲义）式中，力最大幅值对应的频率，在阻尼率很小的情况下，近似等于对应阶的固有频率。

若要精确求得固有频率，在采用加速度响应帽频曲线时，可按下式计算：ζnf fn n '∆=∆=22ωωζn f '2．利用相位共振法求系统固有频率：从相频特性曲线（图6）可知，强迫振动位移响应滞后于激振力。

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。

3. 改善物料运输方式：采用低速、平稳的运输方式，减少物料运输过程中的振动。

机械结构的振动测试与模态分析机械结构的振动是指在运动或工作过程中，由于受到外界激励或内部失稳因素的影响而出现的周期性或非周期性的振动现象。

振动不仅会影响机械结构的正常运行，还可能导致结构疲劳、损坏，甚至产生严重事故。

因此，了解机械结构的振动特性，进行振动测试和模态分析，对于结构设计、改进和维护具有重要意义。

1. 振动测试振动测试是通过实验手段对机械结构的振动特性进行测量和分析的过程。

常见的振动测试手段包括加速度传感器、速度传感器、位移传感器等。

通过这些传感器，可以测量到结构在不同频率范围内的振动加速度、振动速度和振动位移等参数。

振动测试不仅可以定量地描述结构的振动特性，还可以研究振动的传播路径、频谱特性和共振现象等。

2. 模态分析模态分析是对机械结构的振动特性进行分析和研究的过程。

模态分析的目的是确定结构的振动模态，即结构的固有频率、振型和阻尼等参数。

通过模态分析，可以了解机械结构在不同频率下的振动特性，并确定结构中可能存在的共振点和振动节点。

同时，模态分析还可以帮助设计师优化结构的设计，减小结构的振动幅值，提高结构的工作效率和可靠性。

3. 应用案例以汽车底盘为例，进行振动测试和模态分析的应用。

在汽车行驶过程中，底盘承受着来自路面的冲击和车辆运动的振动。

通过振动测试，可以测量到底盘在不同行驶速度下的振动加速度和振动速度等参数。

通过模态分析，可以确定底盘的固有频率和振型，判断底盘是否在某些特定频率下容易出现共振现象。

根据振动测试和模态分析的结果，可以对底盘的结构进行优化，提高底盘的刚度和减小噪声，提高驾驶的舒适性和汽车的安全性能。

4. 振动测试与模态分析的意义振动测试与模态分析对于机械结构的设计、改进和维护具有重要意义。

通过振动测试，可以了解机械结构在不同工况下的振动特性，及时发现结构的振动异常和故障等。

通过模态分析，可以确定结构的固有频率和振型，为结构的优化设计提供依据。

同时，振动测试与模态分析还可以帮助工程师评估结构的可靠性和耐久性，减小结构的振动幅值，提高结构的工作效率和可靠性。

《机械振动》测试题(含答案)一、机械振动选择题1．如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点，竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°，C是圆环轨道的圆心，D 是圆环上与M靠得很近的一点（DM远小于CM）.已知在同一时刻，a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道运动到M点；c球由C点自由下落到M点；d球从D 点静止出发沿圆环运动到M点.则：A．c球最先到达M点B．b球最先到达M点C．a球最先到达M点D．d球比a球先到达M点2．如图所示,甲、乙两物块在两根相同的弹簧和一根张紧的细线作用下静止在光滑水平面上,已知甲的质量小于乙的质量．当细线突然断开斤两物块都开始做简谐运动,在运动过程中（）A．甲的最大速度大于乙的最大速度B．甲的最大速度小于乙的最大速度C．甲的振幅大于乙的振幅D．甲的振幅小于乙的振幅3．甲、乙两单摆的振动图像如图所示，由图像可知A．甲、乙两单摆的周期之比是3:2 B．甲、乙两单摆的摆长之比是2:3C．t b时刻甲、乙两摆球的速度相同D．t a时刻甲、乙两单摆的摆角不等4．公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板．一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T．取竖直向上为正方向，以t＝0时刻作为计时起点，其振动图像如图所示，则A．t＝14T时，货物对车厢底板的压力最大B．t＝12T时，货物对车厢底板的压力最小C．t＝34T时，货物对车厢底板的压力最大D．t＝34T时，货物对车厢底板的压力最小5．如图所示，水平方向的弹簧振子振动过程中，振子先后经过a、b两点时的速度相同，且从a到b历时0.2s，从b再回到a的最短时间为0.4s，aO bO，c、d为振子最大位移处，则该振子的振动频率为（）A．1Hz B．1.25HzC．2Hz D．2.5Hz6．一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动．可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm，周期为3.0 s．当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐．地面与甲板的高度差不超过10 cm时，游客能舒服地登船．在一个周期内，游客能舒服登船的时间是( )A．0.5 s B．0.75 s C．1.0 s D．1.5 s7．在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议，可行的是（）A．适当加长摆线B．质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的C．单摆偏离平衡位置的角度要适当大一些D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期8．如图所示，弹簧振子在A、B之间做简谐运动．以平衡位置O为原点，建立Ox轴．向右为x轴的正方向．若振子位于B点时开始计时，则其振动图像为（）A．B．C ．D ．9．某同学用单摆测当地的重力加速度．他测出了摆线长度L 和摆动周期T ，如图(a)所示．通过改变悬线长度L ，测出对应的摆动周期T ，获得多组T 与L ，再以T 2为纵轴、L 为横轴画出函数关系图像如图(b)所示．由此种方法得到的重力加速度值与测实际摆长得到的重力加速度值相比会（ ）A ．偏大B ．偏小C ．一样D ．都有可能10．沿某一电场方向建立x 轴，电场仅分布在-d ≤x ≤d 的区间内，其电场场强与坐标x 的关系如图所示。

机械振动测试标准嘿，朋友们！咱今天来聊聊机械振动测试标准这档子事儿。

你说这机械振动啊，就好比是机器的“心跳”。

咱人要是心跳不正常了，那可得出大问题，机器也一样啊！那怎么知道机器的“心跳”正不正常呢？这就得靠机械振动测试标准啦！想象一下，机器在工作的时候，那是不停地动啊，要是没有个标准来衡量，咱怎么知道它是在正常工作还是在“闹脾气”呢？这标准就像是一把尺子，能准确地量出振动的大小、频率等等关键信息。

比如说吧，有的机器振动得特别厉害，就像人在那疯狂抖腿一样，这能正常吗？肯定不行啊！那这个时候，我们就得按照标准来判断，是不是哪里出问题啦，该修就得赶紧修，不然指不定啥时候就“撂挑子”了。

而且啊，不同的机器，那标准还不一样呢！就像每个人的性格不一样似的。

有的机器比较“娇气”，振动稍微大一点就不行；有的机器就比较“皮实”，能承受的振动范围就大一些。

这可得搞清楚，不然用错了标准，那不就闹笑话了嘛！咱再说说这标准是怎么来的。

那可不是随随便便就定下来的，那是经过无数次的实验、研究才确定的。

就像咱学走路一样，得一步一步来，慢慢摸索出最适合的方法。

这中间得耗费多少人力、物力啊！你看那些搞研究的人，整天对着机器捣鼓，就为了能让这标准更精确、更实用。

他们就像一群细心的医生，给机器“看病”，找出问题，然后开出“药方”。

那咱普通人在生活中怎么用到这机械振动测试标准呢？比如说你家有个洗衣机，用着用着感觉声音不对劲，振动也特别大。

这时候你就可以想想，是不是不符合标准啦？要不要找人来修修？还有啊，那些生产机器的厂家，要是不按照标准来生产，那生产出来的东西能好用吗？肯定不行啊！那不是坑消费者嘛！所以说，这标准可重要了，关系到我们每个人的生活呢！咱再回过头来想想，要是没有这机械振动测试标准，那这世界得乱成啥样啊？机器都不知道啥时候会出问题，说不定哪天就来个大爆炸，那多吓人啊！所以啊，咱得好好感谢那些制定标准的人，是他们让我们的生活更有保障。

一、选择题1．如图所示为一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线（振幅A 与驱动力频率f 的关系），则（ ）A ．此单摆的固有周期约为2sB ．此单摆的摆长约为2mC ．若摆长增大，单摆的固有频率增大D ．若摆长增大，共振曲线的峰将右移2．一个弹簧振子在水平方向做简谐运动，周期为T ，则（ ）A ．若t 时刻和t t +∆时刻振子位移大小相等、方向相同，则t ∆一定等于T 整数倍B ．若t 时刻和t t +∆时刻振子速度大小相等、方向相反，则t ∆一定等于2T 整数倍C ．若2T t ∆=，则在t 时刻和t t +∆时刻振子的速度大小一定相等 D ．若2T t ∆=，则在t 时刻和t t +∆时刻弹簧的长度一定相等 3．如图所示，两长方体木块A 和B 叠放在光滑水平面上，质量分别为m 和M ，A 与B 之间的最大静摩擦力为0f ，B 与劲度系数为k 的水平轻质弹簧连接构成弹簧振子。

A 和B 在振动过程中始终不发生相对滑动，则（ ）A ．A 受到B 的摩擦力f F 与B 离开平衡位置位移x 总满足f km F x M m =-+ B ．它们的最大加速度不能大于0f M C ．它们的振幅不可能大于0km f M m+ D ．振动过程中，AB 间的摩擦力对A 做正功，对B 做负功4．如图所示，O 是弹簧振子的平衡位置，小球在B 、C 之间做无摩擦的往复运动，则小球任意两次经过O 点可能不同的物理量是（ ）A．速度B．机械能C．回复力D．加速度5．振动的单摆小球通过平衡位置时，关于小球受到的回复力、合力及加速度的说法中正确的是()A．回复力为零，合力也为零B．回复力不为零，方向沿轨迹的切线C．合力不为零，方向沿轨迹的切线D．合力不为零，加速度不为零，方向指向悬点6．如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。

以竖直向上为正方向，物块做简谐运动的表达式为y=0.1sin5πt(m)。

机械振动和机械波单元测试一、不定项选择题（共15小题，每题4分，错选或不选不给分，漏选给2分，共60分） 1．一质点做简谐运动，先后以相同的动量依次通过A 、B 两点，历时1s ，质点通过B 点后再经过1s 又第2次通过B 点，在这两秒钟内，质点通过的总路程为12cm ，则质点的振动周期和振幅分别为（ ）A ．3s ，6cmB ．4s ，6cmC ．4s ，9cmD ．2s ，8cm 2．一个弹簧振子在光滑的水平面上作简谐运动，其中有两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等，但方向相反，那么这两个时刻弹簧振子的（ ）A ．速度一定大小相等，方向相反B ．加速度一定大小相等，方向相反C ．位移一定大小相等，方向相反D ．以上三项都不一定大小相等，方向相反 3．一弹簧振子振幅为A ，从最大位移处需时间t 0第一次到达平衡位置，若振子从最大位移处经过t 0/2时的速度大小和加速度大小分别为υ1和a 1，而振子位移为A /2时速度大小和加速度大小分别υ2和a 2，那么（ ）A ．υ1＞υ2 B ．υ1＜υ 2C ．a 1＞a 2D ．a 1＜a 24．水平方向振动的弹簧振子做简谐运动的周期为T ，则（ ）A ．若在时间△t 内，弹力对振子做功为零，则△t 一定是2T的整数倍. B ．若在时间△t 内，弹力对振子做功为零，则△t 可能小于2TC ．若在时间△t 内，弹力对振子冲量为零，则△t 一定是T 的整数倍D ．若在时间△t 内，弹力对振子的冲量为零，则△t 可能小于4T 5．弹簧振子做简谐运动，t 1时刻速度为υ，t 2时刻速度也为υ，且方向相同，已知（t 2－t 1）小于周期T ，则（t 2－t 1） （ ）A ．可能大于四分之一周期B ．可能小于四分之一周期C ．一定小于二分之一周期D ．可能等于二分之一周期6．一个做简谐运动的质点的振动图象如图所示，在t 1、t 2、t 3、t 4各时刻质点所受的回复力即时功率为零的是（ ）A ．t 1B ．t 2C ． t 3D ． t 47、一列简谐横波波沿X 轴正方向传播，在T =0时刻波形如图所示。