包装动力学实验指导书.docVIP

《包装动力学》 实验指导书 包装与材料工程学院包装工程系编制 2010.5 《包装动力学》实验指导书目录 实验一 单自由度系统的自由振动 （必修） 实验二 单自由度系统的强迫振动 （必修） 实验三 双自由度系统的强迫振动 （选修） 实验四 单自由度系统的脉冲冲击 （选修） 实验五 双自由度系统的脉冲冲击 （选修） 实验六 缓冲材料回弹性的测定 （选修） 实验七 缓冲材料蠕变性的测定 （选修） 附件一 实验预习报告格式 附件二 实验报告格式 附件三 实验申请预约表 一、测试信号的描述： 信号的时域描述：直接检测或记录到的信号一般是随着时间变化的物理量。这种描述反映信号幅值随时间变化的关系。 信号的频域描述：将检测到的时域描述信号转换成各个频率对应的幅值、相位。这种描述反映信号各频率成分的幅值和相位特征。 周期信号描述的基本数学工具是傅里叶级数，例如无阻尼单自由度系统的自由振动振幅信号。 非周期信号描述的基本数学工具是傅里叶积分，例如包装件跌落冲击信号；有阻尼单自由度系统的自由振动振幅信号。 二、测量系统的组成： 由传感器、信号调理器（激振器）、信号传输器（电荷放大器）、信号处理器、显示记录器等环节组成。 传感器：电涡流传感器——用于测量位移参数 压电传感器——用于测量力、加速度参数。它是利用某些物质的压电效应，在加速度计受振时，质量块加在压电元件上的力也随之变化。 激振器：电动式激振器——根据磁场中载流体受力的原理，线圈将受到与电流成正比的电动力的作用，通过顶杆传到被测物体，就是激振力。 电荷放大器：是高增益带电容反馈的运算放大器 三、测量系统的特性： 静态特性：是在静态测量情况下描述实际测试装置与理想定常线性系统的接近程度。它包括非线性度、灵敏度、分辨力、回程误差、漂移、新造币等定量指标。 动态特性：是指输入量随时间变化时，其输出随输入而变化的关系。可通过拉普拉斯变换建立相应的传递函数，就能描述测试装置的固有动态特性；通过傅里叶变换建立相应的频率响应函数来描述测试系统的特性。 实验一 单自由度系统的自由振动 一．实验内容 测量单自由度系统自由振动的曲线，观察阻尼对系统的影响。并对曲线进行时域分析，确定其振动频率、周期、固有频率、衰减系数、相对阻尼系数等参数。 二．实验目的 a. 学习安装无阻尼和有阻尼状态下的单自由度系统 b. 学会连接和使用电涡流位移传感器 c. 掌握采集振动试验数据和分析曲线的方法 三．实验原理及实验步骤 1．实验概述 自由振动就是系统在初始激励下所产生的具有周期性的响应振动。 2．实验原理 建立一个单自由度系统，对其进行初始激励，通过位移传感器测试得到其响应振幅曲线，从而直观的了解其自由振动的特性和阻尼对其的影响。 3．仪器结构 振动力学实验系统主要由YE6251振动力学实验仪、YE15000振动力学实验台、激振和传感器、数据采集卡及其采集和分析软件等组成。 振动力学实验仪：YE6251Y4位移测量仪、机箱及电源。 振动力学实验台：单自由度质量—弹簧—阻尼系统。 激振和传感器：CWY-DO-502电涡流式位移传感器。 数据采集卡及其采集和分析软件： A/D（D/A）采集卡、系统应用软件由数据采集、数据预处理，时域处理，频域处理、模态分析，报告生成、在线帮助等模块组成。 4．实验步骤及仪器操作 ⑴单自由度系统的安装： 解除将质量块1的固定块； ⑵磁阻尼器的安装： 在做无阻尼实验时，旋开螺母将定位块向左拉插入质量块1中，使磁阻尼器与质量块2分离，旋紧螺母； 在做有阻尼实验时，旋开螺母将定位块向右拉离质量块1，使磁阻尼器插入质量块2，旋紧螺母； ⑶电涡流传感器的安装： 将电涡流传感器固定在磁性表座上，让传感器头对准质量块1的测量平面；将传感器输出线接入502前置器，连接位移传感器的数据线在前置器上（注意：红线接入VS端，白线接入COM端，蓝线接入OUT端），最后将数据线接入YE6251Y4控制器上的四通道——位移测量仪的IN PUT端上； ⑷位移测量仪的调整： 将位移测量仪的增益调整为×1倍，检波方式调整为直流方式（DC），输出选择调整为测量间隙电压（ORIG），传感器灵敏度调整为与所用的电涡流传感器的灵敏度相同； ⑸电涡流传感器的位置调整： 调节电涡流传感器的测量头距离测量面为1±0.1mm左右（可在位移测量仪的显示屏上看到数据），然后将输出选择调整为测试电压（MODI），并按清零键（Z