精密机械振动测试与分析实习专题报告主题铜材矩形截面悬臂梁.DOC

精密機械振動測試與分析 實習專題報告 主題：銅材矩形截面懸臂樑構件模態測試與分析 組員：簡弘 林勇 許學 劉冠日期：99年6月21日 摘要 　　在精密機械裡，振動是干擾機械精密度的主因，振動的來源很多，例如機器本身產生的振動或是地板的振動，甚至聲音產生的振動都有可能影響精密機械，在這些振動中，判斷造成精密機械誤差的主要振動來源，並加以改善，是我們修這門課的主要目的。 　　本次研究我們量測懸臂樑的振動情形，先將矩形截面銅條夾持在虎鉗上使成為懸臂樑（圖3），並在加速規（圖2）上塗上一層薄薄的蜜蠟，使它黏至懸臂樑的頂端（圖4）。並量測銅條長度（量測點從夾擊點至頂端的距離），且決定平均一點的位置。（本實驗的銅棒長度為530mm，分7點敲擊，平均點的距離為75mm。(圖5、圖6)）。開啟量測振動軟體，設定參數，並經過試敲（試敲點在於最高點），且是敲過程中不能有Double Hit 與 OVERLOAD (圖7、圖8)，並以試敲的實際狀況調整參數設定。完成後，便開始正式敲擊，敲擊過程中觀察是否有Double Hit及OVERLOAD，若沒有便可儲存，七點敲擊完成後，便可從程式軟體中看見銅棒的自然頻率，但所量測到的自然頻率並不一定為銅棒的自然頻率，還需要經過理論的推算來判別是否為真實的自然頻率。 　　這次實驗讓我們了解銅條結構的動態特性（自然頻率），實驗過程中我們知道如何調整參數數據，並在敲擊過程中，知道OVERLOAD與Double Hit都是在振動實驗中是不允許的，得知在量測中所得出的結果並不全都是自然頻率，有可能是雜訊或其他物件的振動所產生的誤差，經過我們的理論計算，可以加以判別或檢驗過程中的自然頻率是否真實，經由實驗與理論讓我們了解振動的原理與量測。 目錄 簡介：介紹測試結構及其可能之應用，並說明測試 之目的。 模態測試：說明模態測試之目的。 2.1測試設備：說明測試設備名稱與型號、感測器 敏感度等相關資訊。 2.2測試系統設置：說明測試設備之連結方式與感 測器之放置位置與敲擊槌之敲擊位置。 2.3測試程序與參數設定：說明測試程序與重要測 試參數數值。 2.4測試結果：時域圖形(含excitation與 response)、頻譜圖形(autospectrum，含 excitation與response)、頻率響應3D圖。 結論與心得 參考文獻 1 簡介 　　本實驗以銅材質的懸臂樑為此次範本，認識如何量測結構物之自然頻率及其振形，其量測方式亦可對以懸臂樑架構的物體更進一步的探討，如機翼、輪機葉片…等等。 2 模態測試 　　目的在於求得系統之模態參數，自然頻率、模態阻尼、模態振型，也就是在設計分析結構前，使工作頻率避開自由振動的頻率及模態，使結構不致因共振現象產生不穩定性甚至破壞。 2.1測試設備：衝擊槌 ( 2.09mV/N )，圖1 加速規 ( 96.8mV/g )，圖2 矩形截面的銅棒( 530mm×25.74mm×7.1mm ) 圖1. PCB086C03 圖2. PCB352C65 2.2測試系統設置： 圖3 圖4 圖5 圖6 2.3測試程序與參數設定：開啟範本Ham2chMB Step1 設定Configuration Step2 設定Measurement Step3 設定Function Step4 試敲擊 按下Start 再按下Start Analyzer 圖７ 圖８ Step5 修改設定參數 當Excitation訊號出現的時間太晚，回到Step2設定Delay，依落後情況調整 時間，目前本實驗的情況來看，將Delay設定為-2ms。 當Response訊號出現OVERLOAD，回到Step2設定Setup的敲擊槌Input與 加速規Output的Maximum Peak Input。 Step6 正式敲擊 2.4測試結果： 3結論與心得 參數： Young’s Module （密度） （面積） （慣性矩） 124GPa 8920 K值： 3.537 8.856 14.82 20.745 26.673 32.6 38.528 K值算法： 理論自然頻率算法： 理論自然頻率 9.4