受迫振动的实验报告

报告是日常生活与学习的常见记录方式，报告有着明确的格式。在实际工作中，我们怎么样正确编写报告呢？以下是小编整理的关于《受迫振动的实验报告》，希望对大家有所帮助。

第一篇：受迫振动的实验报告

《弦振动实验报告》

弦振动的研究

一 、实验目的

1、观察固定均匀弦振动共振干涉形成驻波时的波形，加深驻波的认识。

2、了解固定弦振动固有频率与弦线的线密ρ、弦长 L 和弦的张力Τ的关系，并进行测量。

二、实验仪器

弦线，电子天平，滑轮及支架，砝码，电振音叉，米尺

三 、实验 原理

为了研究问题的方便，认为波动是从 A点发出的，沿弦线朝B端方向传播，称为入射波，再由B端反射沿弦线朝A端传播，称为反射波。入射波与反射波在同一条弦线上沿相反方向传播时将相互干涉，移动劈尖B到适合位置.弦线上的波就形成驻波。这时，弦线上的波被分成几段形成波节和波腹。驻波形成如图(2)所示。

设图中的两列波是沿 X 轴相向方向传播的振幅相等、频率相同振动方向一致的简谐波。向右传播的用细实线表示，向左传播的用细虚线表示，它们的合成驻波用粗实线表示。由图可见，两个波腹间的距离都是等于半个波长，这可从波动方程推导出来。

下面用简谐波表达式对驻波进行定量描述。设沿 X 轴正方向传播的波为入射波，沿 X 轴负方向传播的波为反射波，取它们振动位相始终相同的点作坐标原点 “O”，且在 X=0 处，振动质点向上达最大位移时开始计时，则它们的波动方程图(2)

分别为：

Y 1 =Acos2(ft-x/ ) Y 2 =Acos[2 (ft+x/λ)+ ] 式中 A 为简谐波的振幅，f 为频率，为波长，X 为弦线上质点的坐标位置。两波叠加后的合成波为驻波，其方程为：

Y 1

+Y 2 =2Acos[2(x/ )+/2]Acos2ft

① 由此可见，入射波与反射波合成后，弦上各点都在以同一频率作简谐振动，它们的振幅为|2A cos[2(x/ )+/2] |，与时间无关 t，只与质点的位置 x 有关。

由于波节处振幅为零，即：|cos[2(x/ )+/2] |=0 2(x/ )+/2=(2k+1)  / 2

( k=0.2.3.… )

可得波节的位置为：

x=k /2

② 而相邻两波节之间的距离为：

x k + 1 -x k =(k+1)/2-k / 2= / 2

③ 又因为波腹处的质点振幅为最大，即

|cos[2(x/ )+/2] |

=1 2(x/ )+/2 =k

( k=0.1.2.3. )

可得波腹的位置为：

x=(2k-1)/4

④ 这样相邻的波腹间的距离也是半个波长。因此，在驻波实验中，只要测得相邻两波节或相邻两波腹间的距离，就能确定该波的波长。

在本实验中，由于固定弦的两端是由劈尖支撑的，故两端点称为波节，所以，只有当弦线的两个固定端之间的距离(弦长)等于半波长的整数倍时，才能形成驻波，这就是均匀弦振动产生驻波的条件，其数学表达式为：

L=n / 2

( n=1.2.3.… ) 由此可得沿弦线传播的横波波长为：

=2L / n

⑤ 式中 n 为弦线上驻波的段数，即半波数。

根据波速、频率及波长的普遍关系式：V=f，将⑤式代入可得弦线上横波的

传播速度：

V=2Lf/n

⑥ 另一方面，根据波动理论，弦线上横波的传播速度为：

V=(T/ρ) 1/2

⑦ 式中 T 为弦线中的张力，ρ 为弦线单位长度的质量，即线密度。

再由⑥⑦式可得

f =(T/ρ)

1/2 (n/2L)

得

T=ρ / (n/2Lf ) 2

即

ρ=T (n/2Lf ) 2

( n=1.2.3.… )

⑧ 由⑧式可知，当给定 T、ρ、L，频率 f 只有满足以上公式关系，且积储相应能量时才能在弦线上有驻波形成。

四、实验内容

1、测定弦线的线密度：用米尺测量弦线长度，用电子天平测量弦线质量，记录数据 2、测定 11 个砝码的质量，记录数据 3、组装仪器

4、调节电振音叉频率，弦线长度和砝码数量得到多段驻波，用米尺测量驻波长度，记录频率，砝码质量，波数，波长。(靠近振动端的第一个驻波不完整，要从第二个驻波开始测量波长)

五 、数据 记录 及处理

1、弦线密度测定 弦线总长：2.00m

总质量：0.383g

σ=0.383/2.00=0.1915

g/m 2、砝码质量测定：

兰州 g=9.793m/s2 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

质量/g 10.015 10.016 9.988 10.020 10.009 10.000 10.013 10.006 10.018 10.018 4.997

波数 波长 L/cm 张力 T/N 频率 f/Hz 砝码 m/g 9 17.30 0.049 45.04 4.997 8 17.38 0.049 48.17 4.997 7 16.13 0.049 49.26 4.997 6 20.31 0.098 43.70 10.015 5 23.16 0.098 16.51 10.015 4 30.60 0.196 53.21 20.031 3 41.44 0.343 54.81 35.022 2 69.50 0.980 50.00 100.093 T/N 0.049 0.049 0.049 0.098 0.098 0.196 0.343 0.980 v/m/s 0.506 0.506 0.506 0.715 0.715 1.012 1.338 2.262

lgT/N -1.309 -1.309 -1.309 -1.009 -1.009 -0.708 -0.465 -0.009 lgv/m/s -0.296 -0.296 -0.296 -0.146 -0.146 0.005 0.126 0.354

六 、实验分析

本实验结果基本符合经验公式，但还存在误差，分析有以下原因 ：

1、未等挂在弦线上的砝码稳定就开始测量。

2、未等形成的驻波稳定就开始记录数据。

3、用米尺测量时读数不够精确。

七、实验问题 1、.如果要确定 v 与σ的关系，实验应如何安排?

答：应准备材质不同的弦线，在频率 f 和张力 T 一定的情况下，出现不同数量的驻波，测量对应波长 L，V=2Lf，作出σ—V 图像。σ作为 V 的幂函数令σ=AV ，

两边取对数得 lgσ=lgA+BlgV 作 lgσ—lgV 图像求 A,B.若 B=V,A=T 则公式推导正确。

2、弦振动时，使 N(波数)为偶数，将音叉转 90°后，观察现象，并说明原因。

答：旋转音叉 90°波数变为 N/2。原因是音叉带动的弦线由原来的左右摆动变成了前后摆动，形成的都是横波，原来左右振动一个周期形成两个波，旋转 90°之后前后振动一个周期只形成了一个波，此时，电振音叉的振动频率不变，但是弦线的振动频率变为了原来的一半，所以波数减半。

第二篇：机械转子实验台的振动和噪声测试及分析综合实验

机械测试技术实验

实 验 报 告

机械转子试验台的振动和噪声测试及分析综合实验

班级：机自04

西安交通大学机械基础实验教学中心

机械转子试验台的振动和噪声测试及分析综合实验

一实验目的：

针对机械转子实验台，能够较熟练地掌握机械动态信号(振动、噪声等)测试系统设计、测试系统搭建、数据采集及信号处理的方法和技术。

二 实验要求：

要求学生自行设计和构建机械转子实验台在工作条件下的动态信号(振动、噪声等)测试方法，利用计算机测试系统采集实验台的振动和噪声动态信号，并且通过对测量的动态信号处理，分析转子实验台在工作中的动态特性。

三 实验过程：

实验分为四个部分通过对轴心轨迹的测量来观察转子不平衡引起的回转运动;测量转子转动引起的振动的时域和频域分析;测量转动噪声的时域和频域;最后进行噪声和振动的相干性分析，判断实验的在一定频率下的噪声是否由转子的振动引起。

四 实验内容：

a.针对转子实验台对象，按照机械动态特性测试要求，完成机械振动和噪声的计算机测试系统设计;

b.选用合适的振动和噪声测试传感器及其信号调理装置;

c.构建计算机测试系统，掌握振动和噪声信号分析软件使用方法; d.自主完成转子实验台振动和噪声的测量、信号采集;

e.通过信号分析，得出转子实验台在不同转速下的振动和噪声的时域波形、频谱;并对转子实验台的动态特性进行分析评价。

五提供的主要仪器：

机械动态信号测量与信号采集分析系统机械转子实验台 加速度传感器

电涡流位移传感器光电传感器 噪声测量仪计算机

速度传感器 六 实验数据及分析 6.1转子轴心轨迹测试实验

轴轨迹是指转子轴心相对于试验台在与轴垂直的平面内的运动轨迹，通过两个互为的90度垂直的电涡流传感器测出在X轴和Y轴的振动矢量的叠加。若转子各方向的弯曲刚度和支承刚度相同，则轴心轨迹为圆;若不相等，则为椭圆或其他复杂的图形。以下是实验所得图像：

通过图像可知，轴心轨迹图不是圆，而是一个光滑的曲线，可知轴正在各个方向振动的幅值不一样，也即转子转动不平衡。

6.2转子振动分析

反映转子振动的幅值在一定转速下随时间变化的规律，我们在不同的两个转 速下测出转子在振动时的幅值关系，如下图 6.2.1时域分析图像如下

n=1500rpm

n=2018rpm

6.3.2转子振动的频谱分析 n=3012

由图看出，振动信号表现出明显的谐波特性。主要的峰值出现在工频处(3000/60=50Hz)及二倍工频处，其他峰值所对应的频率也基本为工频的谐波，振动信号的这种的谐波特性，说明引起转子振动的主要激励源为以工频为工作周期运动的机构或部件，对于此实验来说即为转子在转速3000rpm下的由于转子转动的不平衡引起的。

6.3机械转子噪声分析

6.3.1机械转子噪声的时域分析

由于噪声是一种随机信号，即无法用确定的时间函数来表示的信号。在时域图中，它的大小随时间随机变化，加上环境噪声的不规律影响，得到噪声随时间的变化时很不稳定的随机信号。

6.3.机械转子振动噪声的频域分析

由噪声的频域分析图像可以看出，噪声信号在低频段的能量交大，在中频段和高频段能量较小。由此，我们假设低频段的噪声主要是由机械转子的振动引起，而中频段和高频段主要是由于环境噪声引起。

低频段噪声信号是由环境噪声和转子振动噪声叠加起来的，因此应该具有比较大的能量。

6.4 机械转子振动和噪声的相干性分析

图为横坐标为不同的频率，纵坐标为相干系数表征在不同频率下的振动和噪声的相干性，由图可知，在整个分频带内，有许多频率对应的相干系数都较大，在大概35Hz(转速为2018rpm,工频为34Hz)的时候我们看到相干函数值0.95，说明振动和噪声的相干性很好。故可知该噪声和机械转子的振动在工频处有很大程度的相关程度，因此若要降低噪声，应从抑制转子的振动方面考虑。而转子振动由于其不平衡引起。 七实验总结

由于本次实验没有很多的指导，不像之前的实验，我们需要自己做出实验方案，搭建实验测试系统，这对我们温习课本中的知识很是重要;通过本次实验，更加熟悉了解电涡流传感器、光电传感器等的原理及其在工业控制中的实际应用; 通过测试系统各部分的搭建，对于信号的采集、调理、分析有了进一步的认识; 通过对机械转子的研究，深入了解转子轴心的震动、转子噪声信号的产生机理，并通过相关分析研究噪声和震动的相干关系;

第三篇：怎么选择优质的振动筛设备

一般的类型，震动筛可分为两大类:

一类为机械振动振动筛设备，另一类为电力振动振动筛设备。 前者是根据振动是如何产生的可被细分：由失衡的重量产生;由偏心轮产生;由凸轮或防撞器产生。

它们也可以按照倾斜和横向进行细分。

振动筛的选择原则：

选择振动筛的原则是所选择的振动筛要节省空间、重量并且驱动的功率要小，因为筛选表面可以驱动并且发生振动。同时还要保证旋转或脉动运动振幅要小,但振动筛的振动频率在通常情况下是要超过三千次每分钟的。

选择合适的振动筛网：

要确定筛网供应商知道所有方面的使用需求。离心力或组合频率振动(速度)以及振幅(投掷)等因素都可能影响到任何振动筛的正常工作。此外,需要有一个正确的组合坡度和方向的轮换机制，这对于筛网来说是至关重要的。通常情况下，振动筛需要大开放、大振幅的筛网。

如果投入太少的话，则这些材料可能出现木屐或楔形开口等情况。增加投入以后，需要知道如何防止堵塞因为堵塞是不必要的，而且会增加日常轴承的磨损以及和降低筛选的效率。

单位时间内材料上升速率曲线都要通过整个屏幕,因此该处材料以较快的速率通过较薄的车床的同时需要用较高的效率来进行筛选。

当材料速度过快导致出现最大倾斜角。此时大量的优质材料通过屏幕的速度过快，从而导致效益不佳。

当一个现有的屏幕画面出现故障，如果屏幕的结构可用于新的应用，这时应及时进行检查并询问厂商，看看是否有需要修改的地方，本文由天宇筛分机械制造有限公司：http://整理并提供。

第四篇：振动试验机的注意事项及标准

振动试验机适用于电子、机电、光电、汽机车、玩具……等各行各业的研究、开发、品管、制造。试验机可模拟产品在制造，组装运输及使用过程中所遭遇的各种环境，用以鉴定产品是否忍受环境振动的能力，红外碳硫仪该试验设备能让我们提早知道产品或产品中的部件的耐振寿命，从而确定产品设计及功能的要求标准。

1、标准型振动试验机是针对产品包装后包装箱的模拟汽车运输试验，切不要进行产品的裸机试验以免刮伤和损坏样品;

2、试验样品重量请不要超过最大荷重以免长期过载使用导致试验机维修加大及寿命缩短;

3、试验样品的固定：将待测物品放置工作台的中央，移动四个活动夹板将产品固定好锁紧螺丝，每块平板与包装箱留有约1mm的缝隙，并非将试品牢牢夹死;

4、试验开始前接通电源，首先在控制面板上的速度旋钮左旋到最小，设定好工作时间再旋至所需振动速度进行试验(速度不能低于180RPM)。

第五篇：机械振动和机械波 波的衍射 波的干涉 教案

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http:// 机械振动和机械波·波的衍射 波的干涉·教案

一、教学目标

1.在物理知识方面的要求：

(1)知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。

(2)知道波的干涉现象是特殊条件下的叠加现象;知道两列频率相同的波才能发生干涉现象;知道干涉现象的特点。

(3)知道衍射和干涉现象是波动特有的现象。 2.通过观察水波的干涉现象，认识衍射现象的特征。通过观察波的独立前进，波的叠加和水波的干涉现象，认识波的干涉条件及干涉现象的特征。

二、重点、难点分析

1.重点是波的衍射、波的叠加及发生波的干涉的条件。 2.难点是对稳定的波的干涉图样的理解。

三、教具

水槽演示仪，长条橡胶管，投影仪。

四、主要教学过程 (一)引入新课

我们向平静的湖面上投入一个小石子，可以看到石子激起的水波形成圆形的波纹，并向周围传播。当波纹遇到障碍物后会怎样?如果同时投入两个小石子，形成了两列波，当它们相遇在一起时又会怎样?本节课就要通过对现象的观察，对以上现象进行初步解释。

(二)教学过程设计

主要思想是：遵照教材的编写意图，按“观察现象，归纳特征，而后得出结论”的大顺序进行教学。观察中注意引导，分析中注意启发。

1.波的衍射 (1)波的衍射现象

首先观察水槽中水波的传播：圆形的水波向外扩散，越来越大。

然后，在水槽中放入一个不大的障碍屏，观察水波绕过障碍屏传播的情况。由此给出波的衍射定义。 波绕过障碍物的现象，叫做波的衍射。

再引导学生观察：在水槽中放入一个有孔的障碍屏，水波通过孔后也会发生衍射现象。 看教材中的插图，解释“绕过障碍物”的含义。 (2)发生明显波的衍射的条件

在前面观察的基础上，引导学生进行下面的观察：①在不改变波源的条件下，将障碍屏的孔由较大逐渐变小。可以看到波的衍射现象越来越明显。由此得出结论：障碍物越小，衍射现象越明显。②可能的话，在不改变障碍孔的条件下，使水波的波长逐渐变大或逐渐变小。可以看到，当波长越小时，波的衍射现象越明显。由此指出：当障碍物的大小与波长相差不多时，波的衍射现象较明显。

发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的大小比波长小，或者与波长相差不多。 最后告诉学生：波的衍射现象是波所特有的现象。

在生活中，可遇到的波的衍射现象有：声音传播中的“隔墙有耳”现象;在房间中可以接受到收音机和电视信号，是电磁波的衍射现象。

2.波的干涉

观察现象①：在水槽演示仪上有两个振源的条件下，单独使用其中的一个振源，水波按照该振源的振动方式向外传播;再单独使用另一个振源，水波按照该振源的振动方式向外传播。现象的结论：每一个波源都按其自己的方式，在介质中产生振动，并能使介质将这种振动向外传播。

观察现象②：找两个同学拉着一条长橡皮管，让他们同时分别抖动一下橡皮管的端点，则会从两端各产生

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http:// 一个波包向对方传播。当两个波包在中间相遇时，形状发生变化，相遇后又各自传播。现象的结论：波相遇时，发生叠加。以后仍按原来的方式传播。

(1)波的叠加

在前面的现象的观察的基础上，向学生说明什么是波的叠加。

两列波相遇时，在波的重叠区域，任何一个质点的总位移，都等于两列波分别引起的位移的矢量和。

结合图1，解释此结论。

解释时可以这样说：在介质中选一点P为研究对象，在某一时刻，当波源1的振动传播到P点时，若恰好是波峰，则引起P点向上振动;同时，波源2的振动也传播到了P点，若恰好也是波峰，则也会引起P点向上振动;这时，P点的振动就是两个向上的振动的叠加，P点的振动被加强了。(当然，在某一时刻，当波源1的振动传播到P点时，若恰好是波谷，则引起P点向下振动;同时，波源2的振动传播到了P点时，若恰好也是波谷，则也会引起P点向下振动;这时，P点的振动就是两个向下的振动的叠加，P点的振动还是被加强了。)用以上的分析，说明什么是振动被加强。

波源1经过半周期后，传播到P点的振动变为波谷，就会使P点的振动向下，但此时波源2传过来的振动不一定是波谷(因为两波源的周期可能不同)，所以，此时P点的振动可能被减弱，也可能是被加强的。(让学生来说明原因) 提问：如果希望P点的振动总能被加强，应有什么条件?

提问：如果在介质中有另一质点Q，希望Q点的振动总能被减弱，应有什么条件? 结论：波源1和波源2的周期应相同。 (2)波的干涉

观察现象③：水槽中的水波的干涉。对水波干涉图样的解释中，特别要强调两列水波的频率是相同的，所以产生了在水面上有些点的振动加强，而另一些点的振动减弱的现象，加强和减弱的点的分布是稳定的。

详细解释教材中给出的插图，如图2所示。在解释和说明中，特别应强调的几点是：①此图是某时刻两列波传播的情况;②两列波的频率(波长)相等;③当两列波的波峰在某点相遇时，这点的振动位移是正的最大值，过半周期后，这点就是波谷和波谷相遇，则这点的振动位移是负的最大值;④振动加强的点的振动总是加强的，振动减弱的点的振动总是减弱的。

在以上分析的基础上，给出干涉的定义：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔，这种现象叫波的干涉，形成的图样叫做波的干涉图样。

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http:// 反复观察水槽中的水波的干涉，分清哪些区域为振动加强的区域，哪些区域为振动减弱的区域。

最后应帮助学生分析清楚：介质中某点的振动加强，是指这个质点以较大的振幅振动;而某点的振动减弱，是指这个质点以较小的振幅振动，这与只有一个波源的振动在介质中传播时，各质点均按此波源的振动方式振动是不同的。

(3)波的干涉与叠加的关系

有了前面的基础，可以启发学生说一说干涉与叠加的关系。帮助学生认识：干涉是一种特殊的叠加。任何两列波都可以进行叠加，但只有两列频率相同的波的叠加，才有可能形成干涉。

最后指出：干涉是波特有的现象。 (三)课堂小结

今天，我们学习了波特有的现象：波的衍射和波的干涉。请同学再表达一下：什么叫波的衍射?什么叫波的干涉?什么条件下可能发生波的干涉?

课后的任务是认真阅读课本。

五、说明

教学中，教师应知道：(1)“障碍物或孔的大小比波长小，或者与波长相差不多”是产生明显衍射现象的条件，而不是产生衍射现象的条件。波遇到障碍物就会发生衍射，只是在上述的条件下可以明显观察到。(2)波的干涉的条件是：同一类的两列波，频率(波长)相同，相差恒定，在同一平面内振动。当它们发生叠加时，会出现干涉现象，由于课本中没有提出相和相差的概念，并且只讨论一维的振动情况，所以，教学中只强调“频率相同”的条件就可以了。更多的时间，应放在认识干涉与一般叠加相比的特殊之处上。

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