悬臂梁固有频率的测量

机械工程测试与控制技术试验 试验七 悬臂梁固有频率测量试验

…………………… 08机电一班

实验数据： 通道11 2355 2301 1957 1472 882.9 84.84 -924 -1903 -2575 -2904 -3070 -3185 -3156 -2850 -2308 -1702 -1104

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-395.8 516.3 1491 2257 2706 2958 3145 3214 3022 2565 1999 1432 786.9 -58.3 -1033 -1890 -2465 -2818 -3086 -3253 -3183 -2821 -2288 -1729 -1127 -359.3 575.6 1480 2149 2579 2900 3156 3228 3008 2554 2023 1460 763.7 -119.6 -1047 -1800 -2316 -2705 -3042

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-3230 -3127 -2744 -2236 -1703 -1074 -257 669.2 1490 2082 2514 2886 3150 3160 2880 2437 1955 1399 662.

各类梁固有频率简易理论计算公式

摘 要:将虚拟仪器技术应用于悬臂梁固有频率的测量组成了基于虚拟仪器的测试系统介绍了测试系统的硬件、软件的构成开发了基于LabVIEW的测量程序。测试实验采用力锤产生脉冲激励对等强度悬臂梁固有频率进行了测试对实验结果进行了分析并与有限元分析和理论公式计算结果作比较结果表明测试结果可靠测量精度高。该测试系统提供了一种新的悬臂梁固有频率测试方法具有一定的参考价值。关键词:虚拟仪器LabVIEW等强度悬臂梁力锤固有频率中图分类号

:TP391

文

献

标

识

码:AResearchonnaturalfrequencyofcantileverbeambasedonLabVIEWLiuQuan1

GuoYingfu12

ZhangYuelei3

YongManjiang41.Electro2mechanicalEngineeringSchoolHunanuniversityofscienceandtechnologyXiangtan4112012.XiaoxiangSchoolHunanuniversityofscienceandtechnologyXiangtan4112013.XiangtanElectricManufacturing

华仪HW82/1500KW风机 塔筒固有频率测试报告

1.实验装置与实验过程

1.1实验装置

本实验分风轮为自行设计的三叶片小型风力机，在内蒙古工业大学能源基地B1/K2低速风洞出口段进行，通过转速表和示波器同时记录风轮的转速，传感器采用加速度传感器4370三只，安装在风力机机头的水平、竖直、轴线三个走向，分别记录风轮旋转过程中三个方向的振动谱。实验时，通过调整来流风速来调整风轮的转速。其测试分析系统简图如图1所示。

1.2实验过程

1）对静止风轮进行模拟分析，找出各阶固有频率及振型。 2）瞬态激振法测取风轮安装好后风轮、塔架的振动谱。

3）测取风轮静止时的振动谱，找出外界因素峰值，确定风轮的各阶固有频率。 4）分别测取无偏航及偏航两种工况下各转速下机头的振动谱。

5）对采集的数据进行谱分析，确定个转速下风轮的固有频率，对各测量点进行曲线拟合，得到各阶的动频系数，绘出动频曲线。

2测试结果与分析

2.1静止时，瞬态激振测得的塔架、风轮的振动谱如图2所示，上部为激振塔测得的振动谱，下部为激振风轮测得的振动谱。

2.2风洞已启动，风轮静止时的振动谱如图3所示。

2.3转速为11HZ、19HZ时水平方向的振动谱如图4所示，

实验4.23 用电测法测量等强度悬臂梁的应力

电测法就是将物理量、力学量、机械量等非电量通过敏感元件转换成电量来进行测量的一种方法，是实验应力分析的重要方法之一。电测法以测量精度高、传感元件小和测量范围广等优点，在民用建筑，医学，道路，桥梁等工程实践中得到广泛应用。例如在桥梁工程中，由于各种原因（温度改变，风，地壳运动）引起的微小变化随时存在，而这些因素均对桥梁的安全及寿命有着很大的影响。因此，我们可以使用电测法，在室内模拟测量或检验桥梁的安全程度，目前这项技术已经在三峡工程中得到了应用。

一、实验目的

1.了解电测法的基本原理； 2.熟悉悬臂梁的结构及应变特性；

3.学会用电测法测量等强度悬臂梁梁的应力，并与理论值进行比较。 二、实验仪器、设备和工具

等强度悬臂梁实验仪，精密数字测量仪，砝码，砝码盘，数据线，游标卡尺，钢板尺。 三、实验原理 1.主要仪器介绍

以弯曲为主要变形的杆件称为梁。一端固定，另一端自由的梁为悬臂梁。为了使悬臂梁各个截面的弯曲应力相同,随着弯矩的大小相应地改变截面尺寸,以保持相同强度，这样的悬臂梁称为等强度悬臂梁。

等强度悬臂梁实验仪由已粘贴好电阻应变片的等强度梁、支座、水平仪、调节螺钉和加载砝码等组成，如图1所示。本

.

HyperMesh悬臂梁的拓扑优化

1.梁的网格划分 I.CAD文件的导入

1.启动HyerMesh Desktop。

2.在User Profile对话框中选择HyperMesh并单击Ok按钮。 3.点击快捷键Import Geometry

并选择cad文件并单击Import按钮。如下图：

这样就完成了一个CAD文件的导入。

II.编辑实体

1.在主面板中的选择Geom页，进入Solids面板。 2.选择

子面板。

3.在surfs栏下激活solids选择器。单击模型任意位置，此时整个模型被选中。 4.激活surfs选择器，选择如下图1-1所示的面：

.

.

图1-1

5.单击trim按钮产生一个分割面，模型被分割成两个部分，如下图1-2：

图1-2

6.在surfs栏下激活solids选择器。选择上部分如图1-3：

图1-3

7.激活surfs选择器，选择如下图1-4所示的面：

.

.

8.单击trim按钮产生一个分割面，模型被分割成两个部分，如下图1-5：

图1-5

9.重复2~5步骤分割出下面如图1-6的部分：

图1-6

10.选择子面板

11.在to be merged栏下激活solids选择器并选择如下图1-7所示的3个实体。

.

.

图1-7

在装饰行业，往往有自己的通用术语和计算方法。很多人很难达到专业水平，但他们想装修

在适当的情况下，应使用一些更好的公式与其他部分进行比较

对，整个过程都会顺利进行，那么悬臂梁挠度的计算公式是什么呢？

因为梁在弯曲后会在一定的压力下发生变形，那么这个弧就是挠度，而只有它

只有经过计算，才能保证安全性，同时在下一步具体操作时，也能使整个设计更加完整

原因。在学习建筑学的过程中，必须了解这一点，许多实际问题可以通过简单的学习来解决。

悬臂梁的挠度公式为：ymax=8pl^3/（384ei）=1pl^3/（48ei）

首先，ymax是梁跨中间的最大挠度（mm），主要使用P

集中荷载标准值（KN）之和，则e主要指钢材的弹性模量。不同的情况有不同的标准，比如

对于工程结构钢，e为2100000 n/mm^2，I为钢的截面惯性矩，可在型钢表中找到（Mm^4），这是整个公式，可以完全使用。

挠度计算公式：ymax=5ql^4/（384ei）（EI为均布荷载q下长度为L的简支梁的抗弯刚度）

挠度与构件的荷载、截面尺寸和材料的物理性质有关。

在弯曲变形过程中，截面质心在垂直于轴线方向上的线性位移称为挠度，用γ表示。

弯曲变形过程中相对于其原始位置的旋转角称为角度，用θ表示。

挠度曲线方程挠

悬臂梁各阶固有频率及主振形的测定试验

一、实验目的

1、用共振法确定悬臂梁横向振动时的前五阶固有频率； 2、熟悉和了解悬臂梁振动的规律和特点；

3、观察和测试悬臂梁振动的各阶主振型，分析各阶固有频率及其主振型的实测值与理论计算值的误差。

二、仪器和设备

悬臂梁固定支座； 脉冲锤1个；圆形截面悬臂钢梁标准件一个；加速度传感器一个；LMS振动噪声测试系统。

三、实验基本原理

瞬态信号可以用三种方式产生,分述如下：

一是快速正弦扫频法.将正弦信号发生器产生的正弦信号,在幅值保持不变的条件下,由低频很快地连续变化到高频.从频谱上看,该情况下,信号的频谱已不具备单一正弦信号的特性,而是在一定的频率范围内接近随机信号.

二是脉冲激励.用脉冲锤敲击试件,产生近似于半正弦的脉冲信号.信号的有效频率取决于脉冲持续时间τ,τ越小则频率范围越大.

三是阶跃激励.在拟定的激振点处,用一根刚度大、重量轻的弦经过力传感器对待测结构施加张力,使其产生初始变形,然后突然切断张力弦,相当于给该结构施加一个负的阶跃激振力.

用脉冲锤进行脉冲激振是一种用得较多的瞬态激振方法,它所需要的设备较少,信号发生器、功率放大器、激振器等都可以不要,并且可以在更接近于实际工作

基于ANSYS分析的悬臂梁结构优化设计

《机电技术》2006年第4期 计算机技术应用

基于ANSYS 分析的悬臂梁结构优化设计

曾寿金1, , 江吉彬1 , 高诚辉2

(1 福建工程学院机电及自动化工程系,福州 350014 2 福州大学机械工程学院，福州 350007)

摘 要： 在对工程上常用的悬臂梁结构的设计中,利用大型有限元分析软件ANSYS8.0对该结构进行了优化分析,得到了最合理的结构形式和尺寸,在满足工程要求的情况下,节省了大量的工程材料。

关键词： 悬臂梁 优化设计 ANSYS 有限元

中图分类号：TH213 文献标识码：A 文章编号：1672-4801(2006)04-20-03

0 引言

悬臂梁结构是工程上一种较为常用的结构,尤其在机械设计、建筑设计中更是常见。悬臂梁结构在实际的使用过程中，经常要承受各种集中载荷、分布载荷、弯矩和扭矩的作用，在梁的任意一处都有可能产生较大的应力和变形，从而使得悬臂梁结构破坏或失效。在对悬臂梁结构设计的过程中，如何在规定的变形和应力的约束条件下进行形状优化，使

4.2 多自由度系统的固有频率与主振型

一、固有频率和主振型

上节导出了多自由度系统的自由振动微分方程： 以及

考虑到系统的主振动是简谐振动，可设它为：

将它分别代入（4-5）与（4-7）式，可得如下主振型方程 以及

（4-12）

，可得

（4-11）

（4-10）

如果引入系统矩阵的概念，可以将式（4-11）与（4-12）化成具有相同的形式，对（4-11）式两端乘以 这时，设系统矩阵

为

悬臂梁桥分析与设计

北京迈达斯技术有限公司

2007年8月

目 录

1. 概要 .......................................................................................... 1 2. 设置操作环境 ............................................................................ 4 3. 定义材料和截面 ........................................................................ 5 4. 建立结构模型 .......................................................................... 14 5. 非预应力钢筋输入 ................................................................... 29 6. 输入荷载 ......................................