运用共振频率仪测量弹性模量的探讨VIP免费

实验室研究与探索1991年第4期(总第30期)运用共振频率仪测且弹性模t的探讨浙江大学周瑞烈刘茂森黄荣军弹性模量是金属、合金对弹性变形的抗力指标。测量弹性模量有静态法和动态法两种。与静态法相比,动态法测量弹性模量较精确,特别是对高温和交变复杂负荷条件下工作的金属零件及部件。因教学、科研的需要,我们试制了一台利用音频悬挂动态法测量弹性模量的共振频率仪(见图1)。试样水平地悬挂在位于其两振动节点附近处的两根细丝上(不能悬挂在节点上,否则不能起振)。两根悬丝图1共振频率仪的组成1.数字频率计;2.换能器;3.示波器;4.信号发生器;6.悬丝;6.放大器;乳试样。的另一端分别固定在作为激振用的换能器与作为拾振用的换能器上。信号发生器产生尸个音频正弦电信号,通过激振器转换成机械振动,并由悬丝传递给拾振器,还原成正弦电信号,经测量放大器放大后,可在示波器上显示出来。调节信号发生器的输出频率,当调到与试样的固有频率相一致时,示波器上就显示出信号幅度的最大值.此时数字频率计上显示的频率数,即为试样的共振频率数(在标准的精确测量范围内,共振频率与固有频率的养别可以忽略)。我们便可根据该试样的形状、尺寸、质量及共振频率数来计算弹性模量值。以前的实验装置中仪器、仪表分散、零乱,既影响美观又给操作带来麻烦。我们试制的共振频率仪将仪表重新组合,安排后组装于相应的试验台中,分模量炉台及控制柜两部份。模量炉台包括:模量炉(悬挂换能器的支架及加热炉)、两个换能器及加热炉的温度控制器。仪器控制柜包括:信号发生器、数字频率计、测量放大器及示波器,并配有锁开关可以控制仪器总电源(电源总控)以及可以接通或切断控制柜上仪器的电源(仪器开关)。心‘刁,,习‘,自.‘.习七‘,,门,,月心声叔,习心浮入,‘侣淘侣浦心多勺侣习怡浮刁、,门弓习始淘侣习,吕门,,习心二习侣挤.、,夕、,月.,习七‘;侣习侣‘,,‘心‘,召刀.,二.心‘;心‘刁亡岁刁俘习,,司实用价值。选用该系统进行实验教学,对已做过直流调速系统实验和具有交流调速理论基础的学生来说,可通过类比而掌握其机理,同时在培养分析问题、解决问题能力方面有较好的效果。-.一:-参考文献[1陈坚.交流电机数学模型及调速系统·北京:国蔽业出咖:1989[21何冠英.电子逆变技术及交流电机调速系统.北京:机械工业出版社,1985[3」咚纯厚.交流电动机晶阐管调速系统.北京:机械工业出版社,198[4]夏新顺等.电气自动化.1985:(3):10、147、1一、刚量过程中出现的问题及时策1.如何解决起振难的问瓜.在测量过程中经掌遇到试样起振难,0.1mm的漆包线,一高{翌一长牡呼飞终aj’要选择适当的吊鬓:我“,在常温测试时用直径为褪侧城哪蟋用亘径为O、够mm的镊铬丝歹渝丝结扎要紧。在试样尺寸一定的情况下,遇到铝等轻金属试样可以适当加大信号发生器的功率输出,或者是选用更细一些的吊丝。2.如何寻找试样的共振频率点测试过程中难以找到共振频率点时,首先要确定被测试样是铜基还是铁基或铝基等材料,从而基本确定其共振频率范围。信号发生器输出功率要适当,频率微调从小到大慢慢改变,当接近共振频率时,振幅很快增加频率,其幅度则又很快地减小,如图2频率一f图2固体的共振曲线,频率再调大一点,,则振幅就达到最大,随后再调大所示,a点即为共振频率点。3.如何区别弃、伪共振在测量过程中,一有时试样具有两个以上类似共振点。我们认为当试样作强迫振动时,实际上从信号幅度看,只有一种共振方式其信号幅度很大,从放大器卜V表上可以看到指针一下子打到满刻度,示波器的荧光屏_L波形幅度一也一下大到满格犷它是真正的共振频率。其振动方式如图3(幼所示。而另一振动方式其信号幅度不是很大,是伪共振(如图3肠)所示)。匆毕骤必须指出:还有从模量护的上横梁及下部炉体直接藕合到拾振器上来的信号,也会给人以假像。如何区别真假呢?在出现共振现象时,可用手轻轻地往上抬一下试样,看示波器上的振动波形,如果彼形幅度一下子小下去,则为真共振,波形幅度不变,则是伪共振。由于上横梁(支架严重地藕合传递激发信号,从而影响共振点的确定。我们便对支架进行了改进设计,原来上横梁(支架)两端是固定在模量护两侧柱上,两只换能器(激振器和拾振器)县时款地装在这根横梁上,我们...