衰减振动阻尼测试.doc

实验十一衰减振动阻尼测试

实验目的
掌握衰减法测量平板振动混响时间及结构阻尼的方法。
实验要求
了解被测试件混响时间与频率的关系；
掌握振动测试仪器设备德尔性能及使用方法。
实验环境
振动噪声谱分析软件spectra；
被测试件:面积0.5×0.5㎡，2㎜厚铁板；
冲击力锤LC－02型；
型加速度传感器YD－5；
电荷放大器SD－6B；
调谐滤波器TDL-2型；
通用计算机P41.7/256；
Microphone输入线。
实验内容、步骤
实验内容：测试系统如下图所示。
力锤
计算机
信号采集
分析系统
电荷放大器
SD-6B
加速度传感器

试
件
带通滤波器
TDL-2

图2结构阻尼测试系统

测量基本原理：
被测结果衰减振动时，其位移相应为，

其中、是由初始条件决定的两个常数，位衰减系数，为系统固有角频率。由此可见，衰减振动对振幅随时间作指数衰减，其振幅衰减到初始值的10－3（－60dB）时对应对时间为混响时间，即

由及对数运算可知，

实验步骤：
按要求的仪器连接好测试系统。
打开个仪器电源，用冲击锤试击被测试件，确定被测信号的大小，并保证合适的信噪比，注意被测信号幅度应比本地噪声高出10dB以上，否则要检查信号的有效性。同时设置采集软件的采样率、通道等参数。
调节滤波器的相对频宽为23%，调节中心频率为63Hz,打开采集软件为记录模式，用钢头力锤敲击试件，等信号幅值降低到等同背景噪声时，停止采集并记录下数据（或通过时域记录结果，直接用时标标记从显示图上量出T60）。
更换力锤为橡皮头，重复步骤3。
改变中心频率依次为80、100、125、160、200、250、315、400Hz,重复步骤3～4，记录下所有数据。
实验结果
将所有数据整理成表格，根据采样频率按T20或T30（视信噪比定）计算T60，或直接依据实验中从时域图上获得的T60,按公式计算阻尼；
中心频率（Hz）T20（s）T60（s）阻尼η802.05926.17760.00451002.24156.72450.00331252.81188.43540.00211601.93925.81770.00242002.29936.89800.00162501.71255.13740.00173151.64084.92240.00144001.27443.82310.0014按1／3倍频程绘出T60及阻尼与频率的关系。
与频率的关系图：

阻尼η与频率的关系图：

讨论思考题
除冲击试验外，还可选用哪种方法实现结构的动态参数测试？
结构的动态参数包括：振动位移（振幅）、速度、加速度、频率、衰减系数（阻尼）、相位、固有频率、振型、激振力、动应力等。
对于振幅的测量方法有：楔形观察法、读数显微镜观察法、激光测量位移法和电测法（测量振动的位移、速度和加速度）；
对于简谐振动频率的测量方法有：李沙育图形法、录波比较法、直读法；
对于相位差的测量方法有：李沙育图形法、录波比较法、直读法（相位差计测量法）；
对于固有频率的测量方法有：共振法、敲击法；
对于阻尼的测量方法有：自由振动（波形法）、共振曲线法（半功率点法）、共振频率法；对于振型的测量方法有：探针法、细沙粒跳动法、传感器测量法、全息照相法。