力学基础教学实验中心 理论力学振动实验 ( 二 ) 1 、被动隔振实验 2 、连续弹性梁特性测定实验 祖正华 2014-10.

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1 力学基础教学实验中心 理论力学振动实验 ( 二 ) 1 、被动隔振实验 2 、连续弹性梁特性测定实验 祖正华 2014-10

2 图一、空气弹簧、橡胶隔振器 图二、 ZVB 型自动平衡精密隔振平台

3 图三、施工中的隔振沟

4 图四、轧辊磨床 —— 被动隔振

5 图五、 JZ20-2NW 新型隔振平台

6 一、主动隔振和被动隔振的概念： 1 、主动隔振又称积极隔振或动力隔振。主动隔振指的是机器本身是振源，它通 过机脚、支座、基础、地基传递出去从而影响到周围的环境和设备。主动隔振的 目的就是为了减小振源自身对周围环境和设备的影响，减小振源对环境所传递的 力，所以主动隔振就是隔力。 2 、被动隔振又称保护隔振。被动隔振是为了使外界的振幅尽可能少的传递到系 统中来即减小外界的干扰，需要把仪器、设备与机座之间隔离开来这就是被动隔 振，所以被动隔振就是隔幅。 3 、主被动隔振对比 振源研究对象测试参数实测公式 主动隔振物体（旋转机械等）地基力 被动隔振地基物体（旋转机械等）位移 隔振：是减小系统振动能量的传递；降低或改变被激系统的振动响应特性。 隔振器的定义：隔振器是连接设备和基础的弹性元件，用来衰减某一频率范围内振动 能量的传输。

7 二、实验目的 2 、学会测量和计算隔振系数 η 隔振效率 E 的 基本方法并能绘出隔振效率图； 3 、用共振法测量悬臂梁一、二、三阶 固有频率并绘出一至三阶主振型图。 1 、建立主动隔振、被动隔振的基本概念；

8 三、实验仪器及设备 1 、质量块（视为精密仪器）、简支梁（视为地基）； 2 、 ZG-1 型传感器 2 只、隔振器； 3 、 SJF-3 型激振信号源、 JZ-1 型激振器； 4 、 SCZ2-3 型测振仪、虚拟测试仪； 5 、非接触式激振器、连续弹性梁；

9 四、实验步骤 3 ）给梁体施加一个大小适当的激扰作用力，其频率正好等 于梁体的某阶固有频率，则梁体便会产生共振。

10 五、被动隔振实验装置 仪 器 激振器 激振信号源 ▲ ● 地基 隔振器 计算机 测振仪 地基 振幅 H 仪器振幅 B 传感器 1 2 被动隔振实验装置及测试框图 地基的振幅与仪器的振幅相等时 是隔振系统起隔振作用的临界值 （ B=H ）

11 六、被测对象及力学模型 被测对象 地基 精密仪器 隔振器 力学模型 m R F k c 隔振对象运动微分方程：

12 七、特性参数的计算和分析讨论 被动隔振系数 被动隔振效率 频率比 分析讨论：

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14 八、实验数据表格 隔振系统的固有频率 = （ ） Hz B H E 10 1213 1415 16 1718 1920 2530 3540 4142 43 4445 4647 4849 5055 606570 75

15 九、连续弹性悬臂梁横向振动 基本原理 ：悬臂梁的振动属于连续弹性体的振动，它具有无限多自由度及 其相应的固有频率和主振型，其振动可表示为无穷多个主振型的叠加。对 于梁体振动时，仅考虑弯曲引起的变形，而不计剪切引起的变形及其转动 惯量的影响，这种力学分析模型称为欧拉 - 伯努利梁。 在实验测试时，给梁体施加一个大小适当的激扰作用力，其频率正好等于 梁体的某阶固有频率，则梁体便会产生共振，这时梁体变形即为该阶固有 频率所对应的主振型，其它各阶振型的影响很小可忽略不计。用共振法确 定悬臂梁的各阶固有频率及振型，我们只要连续调节激扰力，当悬臂梁出 现某阶主振型且振动幅值最大即悬臂梁产生共振时，这时激扰力的频率就 可以认为是悬臂梁的这一阶振动的固有频率。在工程实践中，最重要是确 定振动系统最低的几阶固有频率及其主振型。本实验主要运用共振法测定 悬臂梁一、二、三、阶固有频率及其相应的主振型。

16 悬臂梁悬臂梁 实验装置及测试框图 当激振频率与梁的某阶固有频率相同时，梁便产生共振，并呈现出特定的振型 十、实验装置简图 一阶 二阶 三阶 悬臂梁的主振型

17 十一、实验报告要求： 1 、书写端正、整洁； 2 、图表规范、可自行设计； 3 、标注正确、全面； 4 、实验原理既要有文字叙述，又要有图示； 5 、仪器设备既要有文字叙述，又要有系统框图； 6 、既要有结论，又要有误差分析； 7 、是否有好的建议和要求可以提出。 8 、绘出隔振系统的 和 曲线和悬臂梁 一、二、三阶主振型图。