1、力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心理論力學(xué)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)理論力學(xué)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)( (二二) )1 1、被動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)、被動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)2 2、連續(xù)彈性梁特性、連續(xù)彈性梁特性測測定實(shí)驗(yàn)定實(shí)驗(yàn)祖正華祖正華 2014-102014-10圖圖一一、空氣彈簧、橡膠隔振器、空氣彈簧、橡膠隔振器圖二、圖二、zvbzvb型自動(dòng)平衡精密隔振平臺(tái)型自動(dòng)平衡精密隔振平臺(tái)圖三、施工中的隔振溝圖三、施工中的隔振溝圖四、軋輥磨床圖四、軋輥磨床被動(dòng)隔振被動(dòng)隔振圖五、圖五、jz20-2nwjz20-2nw新型隔振平臺(tái)新型隔振平臺(tái)一、一、主動(dòng)隔振和被動(dòng)隔振的概念：主動(dòng)隔振和被動(dòng)隔振的概念： 1 1、主動(dòng)隔振、主動(dòng)隔振又稱積極隔振或動(dòng)力隔振

2、。主動(dòng)隔振指的是機(jī)器本身是振源，它又稱積極隔振或動(dòng)力隔振。主動(dòng)隔振指的是機(jī)器本身是振源，它通過機(jī)腳、支座、基礎(chǔ)、地基傳遞出去從而通過機(jī)腳、支座、基礎(chǔ)、地基傳遞出去從而影響到周圍的環(huán)境和設(shè)備。主動(dòng)隔振影響到周圍的環(huán)境和設(shè)備。主動(dòng)隔振的目的就是為了減小振源自身對周圍環(huán)境和設(shè)備的影響，減小振源對環(huán)境所傳遞的目的就是為了減小振源自身對周圍環(huán)境和設(shè)備的影響，減小振源對環(huán)境所傳遞的力的力，所以，所以主動(dòng)隔振就是隔力主動(dòng)隔振就是隔力。 2 2、被動(dòng)隔振被動(dòng)隔振又稱保護(hù)隔振。被動(dòng)隔振是為了使外界的振幅盡可能少的傳遞到又稱保護(hù)隔振。被動(dòng)隔振是為了使外界的振幅盡可能少的傳遞到系統(tǒng)中來即減小外界的干擾，需要把儀器、

3、設(shè)備與機(jī)座之間隔離開來這就是被動(dòng)系統(tǒng)中來即減小外界的干擾，需要把儀器、設(shè)備與機(jī)座之間隔離開來這就是被動(dòng)隔振，所以隔振，所以被動(dòng)隔振就是隔幅被動(dòng)隔振就是隔幅。3 3、主被動(dòng)隔振對比、主被動(dòng)隔振對比振源振源研究對象研究對象測試參數(shù)測試參數(shù)實(shí)測公式實(shí)測公式主動(dòng)隔振主動(dòng)隔振物體（旋轉(zhuǎn)機(jī)械等）物體（旋轉(zhuǎn)機(jī)械等）地基地基力力被動(dòng)隔振被動(dòng)隔振地基地基物體（旋轉(zhuǎn)機(jī)械等）物體（旋轉(zhuǎn)機(jī)械等）位移位移bhp位移的幅值t0ffa力的幅值隔振隔振：是減小系統(tǒng)振動(dòng)能量的傳遞；降低或改變被激系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)特性。：是減小系統(tǒng)振動(dòng)能量的傳遞；降低或改變被激系統(tǒng)的振動(dòng)響應(yīng)特性。隔振器的定義隔振器的定義：隔振器是連接設(shè)備和基礎(chǔ)的彈

4、性元件，隔振器是連接設(shè)備和基礎(chǔ)的彈性元件，用用來衰減某一頻率范圍來衰減某一頻率范圍內(nèi)振內(nèi)振動(dòng)能量的傳動(dòng)能量的傳輸。輸。二二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康? 2、學(xué)會(huì)測量和計(jì)算隔振系數(shù)、學(xué)會(huì)測量和計(jì)算隔振系數(shù)隔振效率隔振效率e e的的 基本方法并能繪出隔振效率圖；基本方法并能繪出隔振效率圖；3 3、用共振法測量懸臂梁一、二、三階、用共振法測量懸臂梁一、二、三階 固有頻率并繪出一至三階主振型圖。固有頻率并繪出一至三階主振型圖。1 1、建立主動(dòng)隔振、被動(dòng)隔振的基本概念；、建立主動(dòng)隔振、被動(dòng)隔振的基本概念；三三、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1 1、質(zhì)量塊（視為精密儀器）、簡支梁（視為地基）；、質(zhì)量塊（視為精密儀器

5、）、簡支梁（視為地基）；2 2、zg-1zg-1型傳感器型傳感器2 2只、隔振器；只、隔振器；3 3、sjf-3sjf-3型激振信號(hào)源、型激振信號(hào)源、 jz-1jz-1型激振器；型激振器；4 4、scz2-3scz2-3型測振儀、虛擬測試儀；型測振儀、虛擬測試儀；5 5、非接觸式激振器、連續(xù)彈性梁；、非接觸式激振器、連續(xù)彈性梁；四、實(shí)驗(yàn)步四、實(shí)驗(yàn)步驟驟。）作用的最低頻用就是隔振器能起到隔振,激振 頻振，這這時(shí)2f時(shí)，說明頻率比剛滿足hb出現(xiàn)記錄下數(shù)據(jù)，當(dāng)剛b,和質(zhì)質(zhì)量塊的振h支梁的振幅出簡由低向高調(diào)低向高調(diào)節(jié)進(jìn)行激振。將激振頻率振系 統(tǒng)信號(hào) 驅(qū)號(hào)驅(qū)動(dòng)激振器，）激振信號(hào)源輸激振信2通道；2和第1

6、的第輸出端分別接入測振儀的2和1并將 傳將傳b和質(zhì)質(zhì)量塊的振h簡支梁的振幅塊上，用來測量分別別置于簡支梁和質(zhì)2和1將傳傳感13 3）給梁體施加一個(gè)大小適當(dāng)?shù)募_作用力，其頻率正好等）給梁體施加一個(gè)大小適當(dāng)?shù)募_作用力，其頻率正好等 于梁體的某階固有頻率，則梁體便會(huì)產(chǎn)生共振。于梁體的某階固有頻率，則梁體便會(huì)產(chǎn)生共振。五、五、被動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)裝置被動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)裝置儀儀 器器激振器激振信號(hào)源地基地基隔振器計(jì)算機(jī)測振儀地基地基振幅振幅 h h儀器振幅儀器振幅b b傳感器12被動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)裝置及測試框圖被動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)裝置及測試框圖地基的振幅與儀器的振幅相等時(shí)地基的振幅與儀器的振幅相等時(shí)是隔振系統(tǒng)起隔振作用的臨界值

7、是隔振系統(tǒng)起隔振作用的臨界值（b=hb=h）六六、被測對象及力學(xué)模型被測對象及力學(xué)模型被測對象被測對象sinht地基地基精密儀器精密儀器隔振器隔振器sinbt力學(xué)模型力學(xué)模型)xx( kf11()rc xxmr tx1 txo1ofthxsin1kc隔振對象運(yùn)動(dòng)微分方程：隔振對象運(yùn)動(dòng)微分方程：11()()0mxk xxc xx七七、特性參數(shù)的計(jì)算和分析討論特性參數(shù)的計(jì)算和分析討論隔振器不起隔振作用；地基振幅，即儀器振幅時(shí)，）當(dāng)頻率比hb1201被動(dòng)隔振系數(shù)被動(dòng)隔振系數(shù)振源振幅儀器隔振后的振幅hb%100)1 (e被動(dòng)隔振效率被動(dòng)隔振效率隔振系統(tǒng)的固有頻率激振力的頻率f頻率比頻率比分析討論：分析

8、討論：離系統(tǒng)不能正常工作被隔系統(tǒng)出現(xiàn)共振，共振時(shí)時(shí)，即）當(dāng)頻率比,12f22221(2)(1)(2)bh5,65,3 5,e80% 90%fff）如果頻率比過大，隔振裝置就必須設(shè)計(jì)得很柔軟，隔振系統(tǒng)的靜擾度就很大，相應(yīng)地增大了系統(tǒng)的體積，安裝的穩(wěn)定性極差 容易搖晃。）當(dāng)頻率比 后，隔振系數(shù)的變化很小，同時(shí)隔振效果的改善也并不顯著。所以 在實(shí)際的工程上通常采用相應(yīng)的被動(dòng)隔振效率 可以達(dá)到來越好而減小，隔振效果就越值隨著頻率比不斷增加；隔振系數(shù)地基振幅，儀器振幅時(shí)，）當(dāng)hb124界值隔振器起隔振作用的臨；地基振幅，儀器振幅時(shí)，）當(dāng)hb123八八、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格隔振系統(tǒng)的固有頻隔振系統(tǒng)的固

9、有頻率率 = =（ ）hzhz激振頻率頻率比設(shè)備振幅b振源振幅h隔振系數(shù)隔振效率e e1010 1213 1415 16 1718 1920 2530 3540 4142 43 4445 4647 4849 5055 606570 751213 1415 16 1718 1920 2530 3540 4142 43 4445 4647 4849 5055 606570 75f九九、連續(xù)彈性懸臂梁橫向振動(dòng)連續(xù)彈性懸臂梁橫向振動(dòng)基本原理基本原理 ：懸臂梁的振動(dòng)屬于連續(xù)彈性體的振動(dòng)，它具有無限多自由度及懸臂梁的振動(dòng)屬于連續(xù)彈性體的振動(dòng)，它具有無限多自由度及其相應(yīng)的固有頻率和主振型，其振動(dòng)可表示為無窮

10、多個(gè)主振型的疊加。對其相應(yīng)的固有頻率和主振型，其振動(dòng)可表示為無窮多個(gè)主振型的疊加。對于梁體振動(dòng)時(shí)，僅考慮彎曲引起的變形，而不計(jì)剪切引起的變形及其轉(zhuǎn)動(dòng)于梁體振動(dòng)時(shí)，僅考慮彎曲引起的變形，而不計(jì)剪切引起的變形及其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響，這種力學(xué)分析模型稱為歐拉慣量的影響，這種力學(xué)分析模型稱為歐拉-伯努利梁。伯努利梁。在實(shí)驗(yàn)測試時(shí)，給梁體施加一個(gè)大小適當(dāng)?shù)募_作用力，其頻率正好等于在實(shí)驗(yàn)測試時(shí)，給梁體施加一個(gè)大小適當(dāng)?shù)募_作用力，其頻率正好等于梁體的某階固有頻率，則梁體便會(huì)產(chǎn)生共振，這時(shí)梁體變形即為該階固有梁體的某階固有頻率，則梁體便會(huì)產(chǎn)生共振，這時(shí)梁體變形即為該階固有頻率所對應(yīng)的主振型，其它各階振型的影響

11、很小可忽略不計(jì)。用共振法確頻率所對應(yīng)的主振型，其它各階振型的影響很小可忽略不計(jì)。用共振法確定懸臂梁的各階固有頻率及振型，我們只要連續(xù)調(diào)節(jié)激擾力，當(dāng)懸臂梁出定懸臂梁的各階固有頻率及振型，我們只要連續(xù)調(diào)節(jié)激擾力，當(dāng)懸臂梁出現(xiàn)某階主振型且振動(dòng)幅值最大即懸臂梁產(chǎn)生共振時(shí)，這時(shí)激擾力的頻率就現(xiàn)某階主振型且振動(dòng)幅值最大即懸臂梁產(chǎn)生共振時(shí)，這時(shí)激擾力的頻率就可以認(rèn)為是懸臂梁的這一階振動(dòng)的固有頻率。在工程實(shí)踐中，最重要是確可以認(rèn)為是懸臂梁的這一階振動(dòng)的固有頻率。在工程實(shí)踐中，最重要是確定振動(dòng)系統(tǒng)最低的幾階固有頻率及其主振型。本實(shí)驗(yàn)主要運(yùn)用共振法測定定振動(dòng)系統(tǒng)最低的幾階固有頻率及其主振型。本實(shí)驗(yàn)主要運(yùn)用共振法測定懸臂梁一、二、三、階固有頻率及其相應(yīng)的主振型。懸臂梁一、二、三、階固有頻率及其相應(yīng)的主振型。懸懸臂臂梁梁實(shí)驗(yàn)裝置及測試框圖實(shí)驗(yàn)裝置及測試框圖當(dāng)激振頻率與梁的某當(dāng)激振頻率與梁的某階固有頻率相同時(shí)階固有頻率相同時(shí)，梁便產(chǎn)生共振，并呈現(xiàn)出特定的振型梁便產(chǎn)生共振，并呈現(xiàn)出特定的振型十十、實(shí)驗(yàn)裝置簡圖、實(shí)驗(yàn)裝置簡圖一階一階二階二階三階三階懸臂梁的主振型懸臂梁的主振型十一、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：十一、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：e1 1、書寫端正、整潔；、書寫端正、整潔；2 2、圖表規(guī)范、可自行設(shè)計(jì)；、圖表規(guī)范、可自行設(shè)計(jì)；3 3、標(biāo)注正確、全面；、標(biāo)注正確、全面；4 4、實(shí)驗(yàn)原理既要有文字?jǐn)⑹?，又要有圖示