弦振动试验
一、实验目的
1.观察在弦线上形成的驻波
2.用弦驻波法测量张紧弦线上驻波的波长
3.研究弦线上张力与弦线上驻波波长之间的关系;
4.研究均匀弦线横波的传播速度与张力、弦线密度之间的关系
二、数据处理
1.在张力一定的条件下(加9个砝码),求波的传播速度
2.求横波的波长与弦线中的张力的关系
由以上可知,波长的对数和张力的对数成线性关,且相关的线性方程是:Y=0.0035X+1034543.
弦的振动实验报告
实验目的
根据弦振动的微分方程和边界条件,计算弦振动的固有频率和振型,与实验结果对比,研究弦振动与结构及预紧力的参数关系。
实验内容
研究弦振动的固有频率与边界条件及弦的预紧力的关系,观察弦的节点及波峰波谷的形状。
实验原理
实验原理如图1所示,弦为一端固定,另一端悬挂重物(砝码),弦上固定有几种质量块,通过对弦上质量块激励,可以获得弦振动的共振频率;改变重物的质量,可以改变弦的预紧力,从而改变弦的共振频率。通过观察可以了解弦的振型。
图1 实验装置简图
实验仪器
测试实验装置如图2所示,左侧为悬挂的重物。取不同的悬挂重物,可以获得不同的预紧力,测取不同预紧力下弦的共振频率,可以得到弦的振动频率与预紧力的关系。
图2 实验装置图
图3 实验装置局部放大图
实验步骤
1:用非接触式激振器对准悬索的某一质量块,并保持初始间隙4-5mm,用标准砝码组弦丝张力1Kg.
2:激振器接入正弦信号后,对系统产生正弦激振力,系统将发生振动,激振信号频率由低到高缓慢调节,观察质量块的振动幅值及系统的振动形态,即可打找到系统在张力为1Kg时各阶固有频率和主振型.
3:然后增加砝码分别为2、3、4、5Kg,用同样的方法可找到张力为2、3、4、5Kg时的保阶固有频率和主振型。
实验数据记录和整理
通过眼睛观察弦在不同频率下的振动形态,得到其共振频率。改变预紧力(增加砝码数),得到其固有频率。
表一 不同预紧力下的弦的固有频率
图4可观察得到的一阶振型
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