實驗一振動測試系統組成及基本儀器使用方法
1—底座； 2—支座； 3—二（三）自由度系統； 4—薄壁圓板支承螺桿； 5—固定鉸；6—非接觸式激振器； 7—薄壁圓板；8—電動式激振器； 9—電機壓板； 10—偏心電機；11—加速度感測器； 12—簡支梁；13—活動鉸；14—懸臂梁；15—圓支柱；16—質量；17—調壓器； 18—電動式激振器支座； 19—zk-4jcz型激振測振儀； 20—訊號源； 21—計算機及虛擬儀器庫； 22—印表機
圖1 實驗裝置與結構框圖
實驗二簡諧振動幅值測量
一、實驗目的
1. 了解振動訊號位移、速度、加速度的關係。
2. 學會用壓電式加速度感測器測量簡諧振動的位移、速度、加速度幅度。
二、實驗裝置與儀器框圖
實驗裝置與儀器框圖見圖（1）
圖（1） 實驗裝置與儀器框圖
四、 實驗方法
1. 激振訊號源輸出端接電動式激振器，用電動式激振器對簡支梁激振。
2. 用加速度感測器拾振，加速度感測器的輸出接測振儀。
3. 開啟激振訊號源的電源開關，對系統施加交變正弦激振力，使系統產生振動，調整訊號源的輸出調節開關便可改變振幅大小。調整訊號源的輸出調節開關時注意不要過載。
4. 分別用測振儀的位移x、速度v、加速度a各檔進行測量和讀數。
五、實驗報告
1. 實驗資料表1
2. 根據位移x，按公式（2）計算速度v、加速度a。
3. 根據速度v，按公式（2）計算位移x、加速度a。
4. 根據加速度a，按公式（2）計算位移x、速度v。
5. 位移、加速度、加速度幅值的實測值與計算值有無差距？為什麼？
實驗三單自由度系統強迫振動的幅頻特性、
固有頻率和阻尼的測定
一、實驗目的
1. 學會用測量單自由度系統強迫振動的幅頻特性曲線。
2. 學會根據幅頻特性曲線確定系統的固有頻率f0和阻尼比。
二、實驗裝置與儀器框圖
實驗裝置與儀器框圖如圖（1）所示。
圖（1）實驗裝置與結構框圖
式（3）叫做系統的幅頻特性。將式（3）所表示的振動幅值與激振頻率的關係用圖形表示，稱為幅頻特性曲線, 如圖（2）b所示。
a 單自由度系統的力學模型b 幅頻特性曲線
圖（2） 單自由度系統的力學模型與幅頻特性曲線
在圖（2）b中，bmax 為系統共振時的振幅,f0為系統的固有頻率,f1、f2為半功率點頻率。
振幅最大時的頻率叫共振頻fa。有阻尼時，共振頻率為：
fa=f04）
當阻尼較小時，fa≈f0，故以固有頻率f0作為共振頻率fa。
在小阻尼情況下可得：
5）f1、f2的確定如圖（2） 所示。
四、實驗方法
1. 將加速度感測器置於簡支梁上，其輸出端接測振儀，用來測量簡支梁的振動幅值。
2．將電動式激振器接入激振訊號源輸出端，開啟激振訊號源的電源開關，對簡支梁系統施加交變正弦激振力，使系統產生正弦振動。
3在激振力不變的情況下，調整激振訊號源輸出訊號的頻率，並從測振儀上讀出各頻率及其對應的幅值，填入表（1）。
五、實驗報告
1. 實驗資料表（1）
2. 根據表（1）中的實驗資料，用計算機microsoft offices excel （電子**）繪製出實驗中系統強拍振動的幅頻特性曲線圖。
3. 確定系統固有頻率f0。（幅頻特性曲線共振峰上最高點對應的頻率近似等於系統的固有頻率）。
4．確定阻尼比ζ。
按圖（2）b計算0.707amax,，然後在幅頻特性曲線上確定f1、f2，利用式（5）計算阻尼比。
實驗四二自由度系統各階固有頻率及主振型測定
一、實驗目的
1. 學會用共振法確定二自由度系統的各階固有頻率。
2. 觀察二自由度系統的各階振型。
3. 將實驗所測得的各階固有頻率、振型與理論計算值相比較。
二、實驗裝置與儀器框圖
實驗裝置與儀器框圖見圖（1）
圖（1） 實驗裝置與儀器框圖
這樣乙個二自由度系統具有兩個固有頻率。當給系統乙個激振力時，系統發生振動，該振動是兩個主振型的迭加。當激振頻率等於某一階固有頻率時，系統的振動就是這一階固有頻率的主振型，而另一階振型的影響可忽略不計。
在測定系統的固有頻率時，需要連續調整激振頻率，使系統出現某階振型且振幅達到最大，此時的激振頻率即是該階固有頻率。
圖（2） 二自由度系統的力學模型
由振動理論知： m=k=01）
系統的各階固有頻率為：
一階固有頻率 f12）
二階固有頻率 f23）
式中：弦上集中質量 m=0.0045 千克
弦絲張力 t=（ ） 牛頓
弦絲長度 l=0.625 公尺
固有頻率 f1=ω1/2π 赫茲
各階主振型如圖（3）所示。
圖（3） 二自由度系統的主振型
四、實驗方法
1. 將非接觸式激振器接入激振訊號源輸出端，把激振器對準鋼質量塊a或b，保持一定的初始間隙（約為 8～10mm），使振動時激振器不碰撞質量塊。
2. 用1kg或2kg的重錘調整所需張力t，張力t不同，測得的固有頻率不同。
3. 開啟激振訊號源的電源開關，對系統施加交變正弦激振力，使系統產生振動，調整訊號源的輸出調節開關便可改變振幅大小。調整訊號源的輸出調節開關時注意不要過載。
4. 激振頻率由低到高逐漸增加，當觀察到系統出現如圖（3）所示的第一階振型且振幅最大時，激振訊號源顯示的頻率就是系統的一階固有頻率 。依此下去，可得到如圖（3）所示的第二階振型和二階固有頻率。
五、實驗報告
1.將不同張力下各階固有頻率的理論計算值與實測值填入下表
2.繪出觀察到的二自由度系統振型曲線。
3.根據式（2）；（3）計算出各階固有頻率理論值、理論振型，並與實測固有頻率、實測振型相比較，是否一致？如有誤差產生的原因在**？
實驗五連續彈性體懸臂梁各階固有頻率
及主振型的測定
一、實驗目的
1. 用共振法確定連續彈性體懸臂梁橫向振動時的各階固有頻率。
2. 觀察分析梁振動的各階主振型。
3. 將實測的各階固有頻率、振型與固有頻率理論值、理論振型相比較。
二、實驗裝置與儀器框圖
實驗裝置與儀器框圖見圖（1）
圖（1） 實驗裝置與儀器框圖
本實驗取： l=18.5cm b= 1cm h=0.065cm
e=2×106 kg/cm2 p=0.0078 kg/cm3
各階固有頻率之比：
f1: f2: f3: … …=1: 6.25: 17.53）
進一步可計算出懸臂梁的
一、二、三階固有頻率和振型如圖（3）所示。
圖（3） 懸臂梁的
一、二、三階固有頻率和主振型
四、實驗方法
1. 選距固定端l/4之處為激振點，將激振器端麵對準懸臂梁上的激振點，保持初始間隙δ=6～8mm。
2. 將非接觸式激振器接入激振訊號源輸入端，開啟激振訊號源的電源開關，對系統施加交變正弦激振力，使系統產生振動，調整訊號源的輸出調節開關便可改變振幅大小。調整訊號源的輸出調節開關時注意不要過載。
3. 調整訊號源，使激振頻率由低到高逐漸增加，當系統出現明顯的一階主振型且振幅最大時，激振訊號源顯示的頻率就是梁的第一階固有頻率。找到一階固有頻率後，不再調整激振頻率，只改變激振源輸出功率的大小（即改變激擾力幅值大小），並觀察振型隨激擾力大小變化的情況。
用上述同樣的方法可確定梁的
二、三階固有頻率及振型。
五、實驗報告
1.各階固有頻率的理論計算值與實測值表1
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