用电测法测定衰减振动参数的实验方法

12.1 实验目的

（1）了解衰减振动法测量系统固有频率和阻尼系数的原理。

（2）掌握通过动态应变的测量方法测量等强度梁和简支梁的固有频率和阻尼比。

（3）了解相关测试仪器的基本原理和操作方法。

（4）了解计算机数据采集软件的使用和实验数据的分析方法。

12.2 实验装置

（1）等强度梁或者简支梁实验装置。

（2）动态电阻应变仪。

（3）计算机数据采集系统。

（4）敲击橡皮锤。

图12.1 测试系统示意图

12.3 实验原理

假设梁的厚度为h，等强度梁的一阶固有频率为：

式中：E——梁材料弹性模量；

B——梁的底部宽度；

L——梁的长度；

h——梁的厚度；

m——梁的质量。

图12.2 振动衰减波形

两端简支梁一阶固有频率为：

式中：E——梁材料弹性模量；

I——梁截面惯性矩；

A——梁截面面积；

ρ——梁材料的体积密度；

L——简支梁的长度。

用橡皮锤敲击等强度梁或矩形截面简支梁实验装置（瞬态激振），试验梁获得初始速度作自由振动。因存在阻尼，自由振动为振幅逐渐减小的衰减振动。阻尼越大振幅衰减越快。根据记录曲线可计算出系统的振动周期Td、频率fd阻尼系数δ及阻尼比(www.xing528.com)

其中：Δ——为i个整周期相应的时间间隔；

A1——第一个周期的振幅；

Ai——第i个周期的振幅；

Td——振动周期。

根据振动周期和阻尼系数，可计算求出衰减系数：

12.4 实验步骤

（1）记录试样的几何尺寸及材料的弹性模量。

（2）将梁上粘贴的应变计按要求接入接线盒，然后将接线盒接入动态电阻应变仪的输入端，再将动态电阻应变仪的输出端接入计算机数据采集系统。

（3）按照动态电阻应变仪的操作规程，设置好各项参数。

（4）按照计算机数据采集系统的操作规程，设置好各项参数。

（5）用橡皮锤轻敲实验梁上一点，用单通道示波器与记录软件采样，把采到的当前数据保存到硬盘上，设置好文件名、实验名、测点号和保存路径。

（6）用软件的分析功能分析系统衰减振动的波形，移动光标收取波峰值和相邻的波峰值与时间并记录。

（7）重复上述步骤，记录不同位置的波峰值和相邻的波谷值。

（8）实验结束后，将实验仪器复位，关闭所有仪器电源，整理实验现场，按要求整理实验报告。

12.5 实验报告要求

自行设计并完成实验报告，实验报告的主要内容应包括：

（1）实验名称；

（2）实验目的；

（3）仪器名称、规格；

（4）实验方案概述；

（5）绘制实验装置草图；

（6）原始数据记录；

（7）原始数据分析与计算过程；

（8）实验结论。

实验报告中的数据应用图形或者表格的形式表达。