一、实验目的
1、了解动力减振的原理;
2、学习减振效果的测试、评价。
二、实验内容
(1)实验仪器的选择
① INV1601C型振动教学实验仪;
② INV1601T型振动教学实验台;
③ 速度传感器;
④ 调速电机;
⑤ 动力吸振器。
(2)实验所需软件的选择
① INV1601型DASP软件。
动力减振实验
图1 仪器连接示意图

三、实验步骤
(1)仪器的安装
① 激励电机安装:用夹板把偏心电机安装在梁的中部,偏心电机的电源线接到INV1601C试验仪后面板的调压器的功率输出端,将INV1601B试验仪后面板的“功率输出选择”开关拨到“功率输出B”;
② 动力减振器安装:把动力减振器上安装上调节螺母,安装在梁的中部螺孔中拧紧。
(2)实验具体操作流程
① 开机进入INV1601型DASP软件的主界面,选择“单通道”按钮。
② 在“采样参数”菜单中设置采样频率为200HZ,程控1倍、采样点数2K、工程单位 ,同时用速度传感器测量时,应将档位拨到速度计的位移档,这样可以减少高频成分对信号波形的影响。
③ 打开“幅值计”按钮,调节INV1601型试验仪前面板的“功率幅度调节”旋钮使电机和梁产生共振,记录其幅值,调节减振器上的调节螺母,观察波形,使其幅值达到最小时,停止调节,记录其幅值。
四、实验原理
见实验大纲
五、实验数据记录及分析
(1)实验数据
实验仪器上:
动力减振实验
实验中手动调节:
动力减振实验
(2)实验现象和实验数据分析
由实验数据和现场观察可以得到,在频率为27.83203Hz时,电机和梁系统产生共振,现场可以听到明显的振动声,也能观察到电机和梁组成的系统振动明显,由测试系统检测到其速度传感器幅值为6.5301673cm/s。安装上减振器之后,其振动的现象和声音明显减小,振动已经转移到附加的子系统上,再次观察测试系统检测到其速度传感器幅值,已经减小为0.1397340cm/s。从而达到了将主系统的振动能量转移到附加的减振器系统上,实现减少主系统振动的目的。
(3)关于实验的思考
为了搞清楚为什么加一个子系统就可以把振动从主系统转移到子系统?
通过仔细阅读试验大纲和网上一些资料明白是这么一个过程,当激振力的频率接近系统的固有频率时,产生强烈共振,也就出现了实验中振动现象和振动声音非常明显的情况。为了减小振动,可以调整主系统的m和k,从而改变主系统的固有频率,从而避开激振力的频率;但现实中有时主系统的m和k是不容易改变或不能改变的,所以通过附加一个减振子系统来得到减振目的。
通过建立附加子系统和主系统的运动学方程,求解可以发现,当时,主系统的振动位移为0,减震器以规律运动。主系统上受到的激振力恰好被来自减振器的弹性恢复力平衡,所受的合力为0。这就是“反共振”现象。因此有结论:只要减振器的固有频率与激振力的频率相等,就可以是主系统上的振动完全消除。同时,如果外部激振器与主系统的二阶或更高阶固有频率相等时,单式激振器就不能发挥作用,这时可采用复式减振器。
进一步的思考就是:本来是激振频率接近主系统的固有频率时会产生共振,而解决措施是让子系统的固有频率等于激振频率来把振动转移到子系统上,那么是否此时三个频率都相等了,如果都相等了那不是应该一起共振吗?如果不相等又是怎么回事呢?
其实当加上动力减震器后整个系统的固有频率发生了变化,具体的变化如图所示:
动力减振实验
图2 动力吸振器工作时共振频率比和质量比之间的关系

当加上减振器后,会由原来的主系统的共振频率,即固有频率,变成为在前后相隔一定距离的两个共振频率,当加的减震器质量较小时,两个共振频率的间隔就比较小,此时如果使用不当,不但不能减振,而且会变得更容易产生共振。在确定减振器的质量时,一般会使其至少大于机器质量的十分之一,保证在新生成的两个固有频率之间有一定的频率间隔,从而使增加的减振器能够达到减振的目的。此外。需要说明的是,此次实验为无阻尼动力吸振器,适用于在动力吸振器固有频率附近较窄的激振频率范围。
(4)实验中照片
动力减振实验
动力减振实验
动力减振实验
动力减振实验

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